DE102022212889A1 - Computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen von Rechenleistung einer Recheneinheit eines Fahrzeugs, Steuereinheit und Fahrzeug - Google Patents

Computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen von Rechenleistung einer Recheneinheit eines Fahrzeugs, Steuereinheit und Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Es wird ein computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen von Rechenleistung einer Recheneinheit (1) eines Fahrzeugs (2) mit einem Energiespeicher (3) bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Aufnehmen oder Erfassen von Betriebsinformationen des Fahrzeugs (2), ein Bestimmen von Zustandsdaten basierend auf den Betriebsinformationen des Fahrzeugs (2), und ein Bereitstellen von Rechenleistung der Recheneinheit (1) des Fahrzeugs (2) basierend auf den Zustandsdaten. Ferner wird eine Steuereinheit, eine Leistungselektronik und ein Fahrzeug bereitgestellt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen von Rechenleistung einer Recheneinheit eines Fahrzeugs mit einem Energiespeicher, eine Steuereinheit zum Steuern einer Bereitstellung von Rechenleistung eines Fahrzeugs, eine Leistungselektronik für ein Fahrzeug und ein Fahrzeug mit Energiespeicher.
  • Bei Fahrzeugen wie beispielsweise Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und anderen Fahrzeugen ist in den vergangenen Jahren eine verbaute Rechenleistung stark angestiegen. Insbesondere aufgrund von Fahrfunktionen wie beispielsweise autonomem Fahren sind teilweise erhebliche Rechenleistungen erforderlich, die in den Fahrzeugen vorgehalten werden müssen. Jedoch schwankt der Bedarf an Rechenleistungen des Fahrzeugs abhängig von der derzeitigen Fahrsituation. Mit anderen Worten kann es vorkommen, dass erhebliches Potenzial der Rechenleistung in einem Fahrzeug über weite Nutzungsstrecken ungenutzt ist.
  • DE 10 2017 008 956 A1 zeigt ein Verfahren zur Nutzung einer Recheneinheit eines autonom bewegbaren Fahrzeugs. Dabei wird, während einem Ladevorgang des Fahrzeugs die Rechenleistung der Recheneinheit des Fahrzeugs einem externen Computernetzwerk zur Verfügung gestellt.
  • Hierbei wird jedoch die Recheneinheit lediglich während eines Ladevorgangs bereitgestellt und freie Rechenkapazität bleibt während einem Betrieb des Fahrzeugs ungenutzt.
  • Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, bei der die Rechenleistung eines Fahrzeugs, effizient genutzt werden kann.
  • Gelöst wird dieses Problem mit einem computerimplementierten Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, mit einer Steuereinheit und den Merkmalen des Anspruchs 13 und mit einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 14.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen von Rechenleistung einer Recheneinheit eines Fahrzeugs mit einem Energiespeicher bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Aufnehmen oder Erfassen von Betriebsinformationen des Fahrzeugs, Bestimmen von Zustandsdaten basierend auf den Betriebsinformation des Fahrzeugs, und Bereitstellen von Rechenleistung der Recheneinheit des Fahrzeugs basierend auf den Zustandsdaten.
  • Gegenüber dem bekannten Stand der Technik, liefert die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass die Rechenleistung nicht nur während einer Nichtnutzung des Fahrzeugs, sondern auch während einem Betrieb (beispielsweise einem Fahren) des Fahrzeugs bereitgestellt werden kann. Da während einem Betrieb des Fahrzeugs die Recheneinheit auch dazu benötigt wird, bestimmte Funktionen für den Betrieb des Fahrzeugs sicherzustellen, kann die bereitgestellte Rechenleistung in Abhängigkeit von Zustandsdaten bereitgestellt werden. Somit kann beides gewährleistet werden a) ein sicherer Betrieb des Fahrzeugs und b) ein Bereitstellen von nicht benötigter Rechenleistung für beispielsweise externe Berechnungsvorgänge. Damit kann eine optimale Auslastung der Recheneinheit nicht nur bei Nichtbenutzung des Fahrzeugs erreicht werden. Die Zustandsdaten können Informationen über den Betriebszustand des Fahrzeugs umfassen, sodass die Rechenleistung dynamisch und individuell angepasst auf den derzeitigen Zustand des Fahrzeugs bereitgestellt werden kann. Damit ist eine effiziente Nutzung der Rechenleistung auch während einem Betrieb des Fahrzeugs gewährleistet, ohne dass Funktionen des Fahrzeugs beeinträchtigt sind.
  • Das Fahrzeug kann ein Elektrofahrzeug, ein Hybridfahrzeug, ein mit Wasserstoff betriebenes Fahrzeug oder dergleichen sein. Insbesondere kann es sich bei dem Fahrzeug um einen PKW oder um einen LKW handeln. Jedoch ist es denkbar die Erfindung auf alle Fahrzeuge mit einer Recheneinheit anzuwenden. Der Energiespeicher des Fahrzeugs kann dazu ausgestaltet sein, mit einem sekundären Energieträger betrieben zu werden. Insbesondere kann der Energiespeicher ein Akkumulator zum Speichern von Strom, ein Wasserstofftank zum Speichern von Wasserstoff und dergleichen sein. Ferner kann das Fahrzeug dazu ausgestaltet sein, zumindest teilautomatisiert zu fahren. Insbesondere kann es sich um ein autonom betreibbares Fahrzeug handeln. Das Fahrzeug kann einem der Autonomielevels 1 bis 5 zugeordnet sein. Insbesondere bei den Leveln 3 (automatisiertes Fahren), Level 4 (vollautomatisiertes Fahren) und Level 5 (autonomes Fahren) sind sehr hohe Anforderungen an die Rechenleistung der Recheneinheit des Fahrzeugs gestellt. Vorzugsweise ist das Fahrzeug einem der Level 3 bis 5 zugeordnet.
  • Die Betriebsinformationen des Fahrzeugs können fahrzeugintern erfasst werden oder von externen Vorrichtungen aufgenommen oder erfasst werden. Die Betriebsinformationen des Fahrzeugs können Informationen darüber liefern, in welchem Betriebszustand sich das Fahrzeug derzeit befindet. Beispielsweise können die Betriebsinformationen von einer Steuereinheit aufgenommen werden, die über einen CAN-Bus mit den Fahrzeugsystemen verbunden ist. Zudem können Sensoren vorgesehen sein, die Betriebsinformationen aufnehmen. Ein Aufnehmen von Betriebsinformationen von externen Vorrichtungen kann beispielsweise dann gegeben sein, wenn das Fahrzeug mit anderen Vorrichtungen interagiert. So kann beispielsweise bei einem Ladevorgang die Ladestation Betriebsinformationen bestimmen und übermitteln. Sind die Betriebsinformationen aufgenommen oder erfasst worden, können Zustandsdaten basierend auf den Betriebsinformationen des Fahrzeugs erzeugt werden. Die Zustandsdaten können indikativ dafür sein, wie viel Rechenleistung der Recheneinheit des Fahrzeugs für den derzeitigen Betrieb des Fahrzeugs notwendig sind. So kann sich das Fahrzeug beispielsweise in der Automatisierungsstufe 3 befinden, bei der beispielsweise 20% der Rechenleistungen der Recheneinheit benötigt werden, um das Fahrzeug zu betreiben. Mit anderen Worten können die Zustandsdaten in diesem Fall aussagen, dass 20% der Rechenleistungen der Recheneinheit nicht zur Verfügung stehen und daher nicht bereitgestellt werden können. Dadurch kann bei dem Bereitstellen von Rechenleistung der Recheneinheit bewirkt werden, dass die nicht genutzte Rechenleistung der Recheneinheit bereitgestellt wird. Genauer gesagt kann in dem obigen Beispiels 80% der Rechenleistung der Recheneinheit bereitgestellt werden. Somit kann die bereitgestellte Rechenleistung der Recheneinheit für andere Prozesse, insbesondere externe Prozesse, genutzt werden. Als externe Prozesse können Prozesse bezeichnet werden, die nicht direkt für den Betrieb des Fahrzeugs oder Funktionalitäten des Fahrzeugs benötigt werden. Vorzugsweise wird ein Sicherheitspuffer berücksichtigt, sodass bei dem Bestimmen von Zustandsdaten auf die für den Betrieb des Fahrzeugs benötigte Rechenleistung ein Sicherheitspuffer von Rechenleistung aufgeschlagen wird, sodass nicht die vollständig nicht genutzte Rechenleistung bereitgestellt wird. Somit kann auf sich schnell ändernde Randbedingungen beispielsweise während dem Betrieb des Fahrzeugs reagiert werden, ohne dass durch die bereitgestellte Rechenleistung ausgeführte Rechtenprozesse abgebrochen werden müssen. Beispielsweise kann der Sicherheitspuffer 10% der insgesamt zur Verfügung stehenden Rechenleistung der Recheneinheit betragen. Das Bereitstellen der Rechenleistung kann bedeuten, dass externe nicht für den Betrieb des Fahrzeugs notwendige Rechenoperationen mit der Recheneinheit durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Fahrzeug Rechenaufträge von externen Vorrichtungen oder Systemen aufnehmen und diese durch die bereitgestellte Rechenleistung der Recheneinheit abarbeiten. Vorzugsweise kann die bereitgestellte Rechenleistung mit Rechenleistungen, welche von anderen Recheneinheiten bereitgestellt wird, kombiniert werden. Mit anderen Worten kann die bereitgestellte Recheneinheit einem Netzwerk (beispielsweise einem Cloud-Netzwerk) zur Verfügung gestellt werden, um Rechenaufträge abzuarbeiten. Somit kann Rechenleistung der Recheneinheit individuell und betriebsangepasst bereitgestellt werden. Mit anderen Worten wird nicht pauschal ein bestimmter festgelegter Prozentsatz der Rechenleistung bereitgestellt, sondern, die bereitgestellte Rechenleistung wird individuell auf Basis der Zustandsdaten des Fahrzeugs bereitgestellt. Dadurch bietet sich der Vorteil, dass eine stets hohe Auslastung der Recheneinheit des Fahrzeugs erreicht werden kann, ohne das Betriebs- oder Funktionseinschränkungen des Fahrzeugs hingenommen werden müssen.
  • Bei der Recheneinheit kann es sich um ein GPU (Graphics Processing Unit) und/oder CPU (Central Processing Unit) handeln. Vorzugsweise ist die Rechnereinheit so ausgestaltet, dass sie zumindest 100 TOPS (Trillion Operations per Second), vorzugsweise zumindest 200 TOPS, ausführen kann. Ferner kann die Recheneinheit so ausgestaltet sein, dass sie Berechnungen mithilfe von neuronalen Netzen (z.B. Deep Neuronal Networks, DNN), gefaltete neuronale Netze (Convolutional Neural Network, CNN), Lambda Funktionen usw. ausführen kann. Die Rechnereinheit ist vorzugsweise eine Recheneinheit, die schon im Fahrzeug vorhanden ist, wie die Leistungselektronik, Boardcomputer oder die Recheneinheit, die für das automatisierte Fahren vorgesehen ist.
  • Vorzugsweise wird die Rechenleistung der Recheneinheit dynamisch basierend auf laufend aktualisierten Zustandsdaten bereitgestellt. Mit anderen Worten werden die Betriebsinformationen des Fahrzeugs kontinuierlich aufgenommen oder erfasst und basierend darauf die Zustandsdaten bestimmt. Durch Änderungen des Betriebsmodus des Fahrzeugs können sich auch die Zustandsdaten ändern, wodurch eine mögliche Rechenleistung, welche bereitgestellt werden kann, sich ebenfalls ändern kann. Dadurch kann die Rechenleistung, welche bereitgestellt wird, immer gerade so bemessen sein, dass ein Betrieb des Fahrzeugs auch bei wechselnden Randbedingungen problemlos möglich ist. Beispielsweise kann ein Nutzer des Fahrzeugs den Automatisierungslevel ändern, sodass eine höhere Rechenleistung der Recheneinheit für den Betrieb des Fahrzeugs notwendig ist. Somit kann der Anteil der Rechenleistung der Recheneinheit, welche bereitgestellt werden kann, entsprechend geringer ausfallen. Durch das dynamische Bereitstellen der Rechenleistung kann hierauf Rücksicht genommen werden, sodass die Recheneinheit selbst bei sich dynamisch ändernden Randbedingungen effizient ausgenutzt werden kann.
  • Vorzugsweise werden die Zustandsdaten in Echtzeit bestimmt. Mit anderen Worten werden die Zustandsdaten fortlaufend beispielsweise im Sekundenrhythmus bestimmt. Dadurch können selbst kurzfristige Änderungen im Betrieb des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Dadurch kann der Betrieb des Fahrzeugs und die Bereitstellung von Rechenleistungen der Recheneinheit gewährleistet sein.
  • Vorzugsweise umfassen die Betriebsinformationen den Ladezustand des Energiespeichers, einen Zustand des Energiespeichers, eine Charakterisierung der gespeicherten Energie, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Automatisierungsgrad des Fahrzeugs, eine Temperatur der Recheneinheit und/oder einen Fahrzeugzustand des Fahrzeugs. Der Ladezustand des Energiespeichers auch als State of Charge (SOC) bezeichnet, gibt an, wie viel Energie in dem Energiespeicher gespeichert ist. Bei einem Akkumulator kann der Ladezustand beispielsweise angeben, zu wie viel Prozent der Akkumulator mit elektrischer Energie geladen ist. Der Zustand des Energiespeichers kann beispielsweise Alterungseffekte des Energiespeichers berücksichtigen. Die Alterung eines Energiespeichers (insbesondere eines Akkumulator) kann beispielsweise durch einen Spannungstest oder dergleichen detektiert werden. Ältere Akkumulatoren können beispielsweise eine geringere Spannung und/oder eine geringere Kapazität aufweisen als jüngere. Eine Charakterisierung der gespeicherten Energie kann bedeuten, dass zusätzliche Informationen zu der Energie verfügbar sind. So kann beispielsweise der CO2-Footprint der gespeicherten Energie hinterlegt sein und bei der Bestimmung der Zustandsdaten mitberücksichtigt werden. In dem Fall, bei dem es sich um ein mit Wasserstoff betriebenes Fahrzeug handelt, kann der in dem Energiespeicher gespeichert. Wasserstoff beispielsweise dadurch charakterisiert sein, ob es sich um grünen-, blauen- oder grauen-Wasserstoff handelt. Genauso kann es bei einem Akkumulator als Energiespeicher hinterlegt sein, ob dieser mit Ökostrom oder Strom aus gewöhnlichen Quellen geladen ist oder nicht. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann die Geschwindigkeit sein, mit der sich das Fahrzeug relativ zu dem Untergrund bewegt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann einen Einfluss auf für den Betrieb des Fahrzeugs benötigte Rechenleistung haben, wie beispielsweise für einen Bremsassistenten oder für andere Assistenten, die ab einer bestimmten Geschwindigkeit zugeschaltet werden und/oder eine erhöhte Rechenleistung benötigen. Somit kann durch Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit in den Zustandsdaten auf die für den Betrieb des Fahrzeugs notwendigen Funktionen bzw. Rechenleistungen Rücksicht genommen werden. Der Automatisierungsgrad des Fahrzeugs kann berücksichtigen, wie viel Rechenleistung für einen automatisierten oder teilautomatisierten Betrieb des Fahrzeugs benötigt wird. So ist beispielsweise für einen Betrieb des Fahrzeugs in der Automatisierungsstufe 3 weniger Rechenleistung notwendig als verglichen mit der Automatisierungsstufe 5. Somit können die Zustandsdaten darauf Rücksicht nehmen, wie viel Rechenleistung derzeit für die Automatisierung des Betriebs des Fahrzeugs benötigt wird. Die Temperatur der Recheneinheit kann eine Rolle bei der Bestimmung spielen, wie viel Rechenleistung der Recheneinheit bereitgestellt werden kann. Umso höher die Rechenleistung ist, desto höher ist auch der Kühlbedarf einer Recheneinheit. Daher kann die Information über die Temperatur der Recheneinheit Aufschlüsse darüber geben, wie viel Rechenleistung der Recheneinheit bereitgestellt werden kann, so dass die Recheneinheit problemlos arbeiten kann und dass es beispielsweise zu keiner Überhitzung der Recheneinheit kommt. Der Fahrzeugzustand des Fahrzeugs kann beispielsweise indikativ dafür sein, ob das Fahrzeug sich gerade in einem geparkten Zustand, in einem Ladezustand, in einem Fahrzustand, im Stillstand oder dergleichen befindet. Abhängig davon können weitere Rückschlüsse auf die von dem Fahrzeug benötigte Rechenleistung bzw. der von dem Fahrzeug bereitstellbaren Rechenleistung gezogen werden. Somit kann aufgrund der Berücksichtigung der Zustandsdaten hochgenau bestimmt werden, wie viel Rechenleistung der Recheneinheit bereitgestellt werden kann, ohne den Betrieb des Fahrzeugs zu gefährden.
  • Vorzugsweise umfassen die Betriebsinformationen eine Charakterisierung der gespeicherten Energie und vorzugsweise umfasst die Charakterisierung der gespeicherten Energie Informationen über den CO2-Footprint der gespeicherten Energie. Somit kann definiert werden, wie viel CO2 durch Bereitstellen von Rechenleistung der Recheneinheit benötigt bzw. verbraucht wird. Ferner kann der Nutzer bestimmen, dass Rechenleistung nur bereitgestellt wird, wenn ein bestimmter CO2-Footprint für das Bereitstellen der Recheneinheit nicht überschritten wird. Dadurch kann eine Rechenleistung, welche durch die Recheneinheit bereitgestellt wird, reduziert werden, wenn der Energiespeicher mit Energie gefüllt ist, die zumindest teilweise einen über dem Grenzwert liegenden CO2-Footprint aufweist. Dadurch können ökologische Belange berücksichtigt werden, sodass auch etwaige gesetzgeberische Vorschriften erfüllt werden können. Ferner kann so ein Anreiz geschaffen werden Energie mit einem geringen CO2-Footprint in den Energiespeicher zu laden.
  • Vorzugsweise werden die Zustandsdaten zusätzlich, basierend auf Reiseinformationen bestimmt, wobei die Reiseinformationen vorzugsweise eine geplante Route, die aktuelle Position des Fahrzeugs und/oder Verkehrsinformationen umfassen. Reiseinformationen können Informationen über die geplante Route des Fahrzeugs umfassen. Mit anderen Worten kann die bereitgestellte Rechenleistung der Recheneinheit davon abhängig sein, wie weit und/oder wohin der Nutzer plant mit dem Fahrzeug zu fahren. Somit kann sichergestellt sein, dass der Nutzer die volle Funktionalität seines Fahrzeugs zur Verfügung hat, ohne dass beispielsweise aufgrund von übermäßigen Bereitstellen von Rechenleistung der Energiespeicher vor Erreichen des Ziels leer ist. Ferner können Informationen zu der Route der Bestimmung der Zustandsdaten zugrunde gelegt werden. Somit kann es beispielsweise sein, dass auf der Route bestimmte Streckenabschnitte vorhanden sind, die höhere Rechenleistung oder höheren Energieverbrauch notwendig machen, sodass genügend Energie in dem Energiespeicher vorhanden sein sollte. Die aktuelle Position des Fahrzeugs kann beispielsweise dafür Indikativ sein, in welcher Klimazone sich das Fahrzeug befindet. Abhängig davon kann es notwendig sein, dass eine bestimmte Kühlleistung notwendig ist, um zu verhindern, dass die Recheneinheit überhitzt. Die Verkehrsinformationen können indikativ dafür sein, wie lang die geplante Reise dauern wird. Basierend darauf kann prognostiziert werden, wie viel Energie in dem Energiespeicher vorhanden sein muss, und dadurch wie viel Rechenleistung bereitgestellt werden kann, ohne dass der Betrieb des Fahrzeugs negativ beeinflusst wäre.
  • Vorzugsweise werden die Zustandsdaten zusätzlich basierend auf Umweltinformation bestimmt, wobei die Umweltinformationen vorzugsweise eine Außentemperatur, eine Witterung und/oder eine Sonneneinstrahlung umfassen. Mit anderen Worten kann auch auf äußere Randbedingungen reagiert werden und basierend auf Umweltinformationen eine Bereitstellung der Rechenleistung der Recheneinheit bestimmt werden. Die Außentemperatur kann aufgrund der nötigen Kühlleistung für die Recheneinheit Einfluss haben auf die maximal mögliche Rechenleistung der Recheneinheit. Die Witterung (z.B. Intensität von Niederschlag) kann sich bei dem Betrieb des Fahrzeugs niederschlagen, indem mehr Assistenzsysteme benötigt werden, um den Betrieb des Fahrzeugs sicherzustellen. Die Sonneneinstrahlung kann indikativ dafür sein, welche Kühlleistung das Auto insgesamt erbringen muss. Beispielweise kann bei einer hohen Sonneneinstrahlung davon ausgegangen werden, dass die Klimaanlage eine bestimmte Kühlleistung erbringen muss. Diese Kühlleistung kann dann wiederum fehlen, um die Recheneinheit zu kühlen. Dadurch kann auch die Sonneneinstrahlung Einfluss auf die Bereitstellbare Rechenleistung der Recheneinheit sein. So kann das Fahrzeug mit Photovoltaikzellen ausgestattet sein und so beispielsweise selbst Energie in bereitstellen (z.B. in den Energiespeicher einspeisen und/oder direkt der Recheneinheit zur Verfügung stellen. Somit kann die bereitgestellte Rechenleistung basierend auf der derzeitigen und/oder der zu erwartenden Sonneneinstrahlung bereitgestellt werden.
  • Vorzugsweise werden die Zustandsdaten zusätzlich basierend auf einem Nutzerbefehl bestimmt. Mit anderen Worten kann der Benutzer Einfluss darauf nehmen, wie viel Rechenleistung bereitgestellt wird. Der Benutzer kann beispielsweise über einen Userinterface in dem Fahrzeug mit einer Steuereinheit interagieren, welche das Bereitstellen der Rechenleistung steuert. Beispielsweise kann der Nutzer zwischen verschiedenen Varianten oder Profilen auswählen. Eine Variante kann ein Eco- Variante sein, bei der alle Assistenzsysteme des Fahrzeugs ohne Einschränkung verwendet werden können. Dabei wird lediglich überschüssige Rechenleistung der Recheneinheit zur Verfügung gestellt. Neben der Auslastung der Recheneinheit (d.h. der GPU und/oder der CPU) wird der Ladezustand des Energiespeichers berücksichtigt. Die Rechenleistung wird so gedrosselt, dass aufgrund einer intelligenten und dynamischen Routenplanung keine nennenswerten Einschränkungen des Betriebs des Fahrzeugs entstehen. Beispielsweise wird aufgrund einer Auslastung einer Ladestation eine Zwischenladung eingeplant, auf dem Weg dorthin und während dem eigentlichen Laden wird Rechenleistung entsprechend dynamisch erhöht und bereitgestellt. Eine zweite Variante kann eine Pro-Variante sein, bei der alle Komfortassistenzsysteme deaktiviert sind. Diese können jedoch bei Bedarf jederzeit durch den Nutzer wieder aktiviert werden (d.h. übersteuert werden). Ein solches Aktivieren kann beispielsweise durch ein doppeltes Selektieren (d h. durch ein 2-maliges Drücken eines Schalters) aktiviert werden. Hierbei kann der Nutzer darauf hingewiesen werden, dass die zur Verfügung gestellte Rechenleistung dynamisch reduziert wird, wenn der Nutzer ein Assistenzsystem aktiviert. Bei der dynamischen Routenplanung kann die Priorität auf maximale Rechenleistung gelegt sein. Dem Nutzer kann bei der Routenplanung der Einfluss auf die Reichweite angezeigt werden. Ferner kann eine dritte Variante als eine Öko-Variante bereitgestellt sein. Hierbei kann der Fokus auf bereitgestellter Rechenleistung liegen, die mit ökologisch erzeugte Energie bereitgestellt werden kann. Im Fahrzeug kann eine minimale Kapazität des Energiespeichers hinterlegt sein (beispielsweise für einen Notfall, kurzfristige Erledigungen etc.). Zudem können benötigte Kapazitäten für das Bereitstellen von Rechenleistung auf Basis einer dynamischen Routenplanung angelegt werden. Dazu können Kalender und/oder eine Wochenplanung des Nutzers berücksichtigt werden. Ziel ist es nur überschüssige Energie mit geringem CO2-Footprint für das Bereitstellen der Rechenleistung zu verwenden. Bei einer vierten Variante kann das Fahrzeug geparkt sein, ohne dass der Energiespeicher geladen wird. Abhängig von der definierten Mindestkapazität des Energiereicheres (für einen Notfall, kurzfristige Erledigungen etc.) und/oder einer geplanten Route kann entsprechen Rechenleistung zur Verfügung gestellt werden. Bei einer fünften Variante kann das Fahrzeug geparkt sein und gleichzeitig der Energiespeicher geladen werden. Hierbei kann eine Leistungsaufnahme der Recheneinheit vernachlässigbar sein. Daher kann die maximal zur Verfügung stehende Rechenleistung bereitgestellt werden.
  • Vorzugsweise umfasst der Nutzerbefehl einen Anteil an der Gesamtkapazität des Energiespeichers, der für die bereitgestellte Rechenleistung genutzt werden darf. Mit anderen Worten kann der Nutzer bestimmen, welchen Anteil der in dem Energiespeicher gespeicherten Energie für das Bereitstellen von Rechenleistung verwendet werden darf. Somit kann der Nutzer entscheiden, wie viel Energie nur (d.h. ausschließlich) für den Betrieb des Fahrzeugs vorgehalten werden muss, und wie viel Energie für das Bereitstellen von Rechenleistung verwendet werden darf. Somit kann sichergestellt sein, dass ein von dem Nutzer gewünschter Sockel an Energiekapazität in dem Energiespeicher vorhanden ist, welcher beispielsweise zum Betreiben des Fahrzeugs verwendet werden kann.
  • Vorzugsweise werden die Zustandsdaten zusätzlich, basierend auf Konnektivitätsinformationen bestimmt, wobei die Konnektivitätsinformation vorzugsweise Informationen über eine zur Verfügung stehenden Datenbandbreite und/oder Netzwerkinformationen umfassen. Mit anderen Worten kann das Fahrzeug über ein Netzwerkmodul während der Fahrt mit dem Internet verbunden sein, und dadurch auch Rechenaufträge während der Fahrt entgegennehmen. Somit können Rechenaufträge auch ohne bestehende Netzwerkverbindung abgearbeitet werden und sobald wieder eine Netzwerkverbindung besteht oder der Auftrag beendet ist, kann das Rechenergebnis übermittelt werden. Ferner kann das Fahrzeug mit einem Netzwerkmodul während der Fahrt ständig über eine kabellose Datenübertragung mit dem Internet verbunden sein, sodass die Rechenleistung über eine Cloud und/oder ein Netzwerk-MGMT zur Verfügung gestellt werden kann. Das Fahrzeug kann beispielsweise auf eine Datenbank mit anstehenden Rechenaufträgen zugreifen unabhängig von der Fahrsituation (d.h. der Betriebsinformationen) entscheiden welcher Auftrag durch die bereitgestellte Rechenleistung abgearbeitet wird. Durch die Konnektivitätsinformationen kann bekannt sein, welche Netzwerkverfügbarkeit und/oder welche Netzwerkgeschwindigkeit zur Verfügung stehen. Basierend darauf kann ein Rechenauftrag ausgewählt werden. Ferner ist es denkbar, dass beispielsweise über eine zuvor bestimmte Fahrroute überprüft werden kann, welche Netzwerkverfügbarkeiten und - Geschwindigkeiten während der Fahrt verfügbar sind. Somit kann im Vorhinein geplant werden, wann das Fahrzeug mit dem Internet verbunden werden kann und wann nicht. Entsprechend können Rechenpakete, während einer Verbindung zum Internet ausgetauscht werden und unter anderem in verbindungslosen Situationen bearbeitet werden. Ferner kann in einem geparkten Zustand beispielsweise über eine Netzwerkanalyse, die über die Zeit verfügbare Netzwerkgeschwindigkeit überprüft werden und mit einem WLAN kombiniert werden, um die Netzwerkgeschwindigkeit zu optimieren.
  • Vorzugsweise werden die Zustandsdaten zusätzlich, basierend auf Prioritätsbefehlen bestimmt, wobei die Prioritätsbefehle vorzugsweise Informationen über sicherheitsrelevante Funktionen des Fahrzeugs umfassen. Mit anderen Worten kann im Hintergrund (z.B. in Echtzeit parallel zu dem normalen Betrieb des Fahrzeugs) immer eine Bewertung und Priorisierung der bereitgestellten Rechenleistungen stattfinden. Hierbei können sicherheitsrelevante Funktionen wie beispielsweise ein Notbremsassistent immer eine übergeordnete Priorität haben. Die bereitgestellte Rechenleistung kann basierend darauf dynamisch bestimmt werden. Mit anderen Worten kann die bereitgestellte Rechenleistung als ein Ergebnis von der gesamten Rechenleistung der Recheneinheit minus der dynamischen sicherheitsrelevanten Rechenleistung minus der optionalen Komfortfunktionen bestimmt werden. Ferner können sicherheitsrelevante Funktionen des Fahrzeugs auch ein Antiblockiersystem und/oder eine elektronische Stabilitätskontrolle umfassen.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner ein Prognostizieren von zukünftig zur Verfügung stellbarer Rechenleistung basierend auf den Zustandsdaten und/oder zu erwartender Zustandsdaten. Mit anderen Worten können auch zukünftig bereitstellbare Rechenleistungen bestimmt werden und somit ein Bereitstellen der Rechenleistung über einen längeren Zeitraum geplant werden. Es ist beispielsweise denkbar, dass ein Nutzer seine geplante Route in ein Navigationssystem eingibt. Die Steuereinheit kann, basierend auf der Route bestimmen, an welchem Punkt der Route, welche Rechenleistung für den Betrieb des Fahrzeugs notwendig ist. Hierbei können auch Vorlieben des Nutzers berücksichtigt werden. Somit kann im Vorhinein bestimmt werden, wie viel Rechenleistung bereitgestellt werden kann. Die zukünftig zur Verfügung stellbare Rechenleistung kann auf den derzeit herrschenden Zustandsdaten basieren. Mit anderen Worten kann aus der Vergangenheit bis zum jetzigen Zeitpunkt die Zustandsdaten berücksichtigt werden und in die Zukunft extrapoliert werden. Zudem können zu erwartende Zustandsdaten bestimmt werden und somit verfügbare Rechenleistungen basierend auf den zukünftig zu erwartenden Zustandsdaten (beispielsweise abhängig von der Position des Fahrzeugs auf der geplanten Route) bestimmt werden. Ferner kann die zukünftig zur Verfügung stellbare Rechenleistung auch nur auf den zu erwartenden Zustandsdaten bestimmt werden. Hierbei werden lediglich die an dem jeweiligen Punkt der Route vorherrschenden Zustandsdaten einer Bestimmung der zur Verfügung stellbaren Rechenleistungen zugrunde gelegt.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner ein Empfangen von zumindest einem Rechenauftrag, insbesondere über eine bestehende Netzwerkverbindung, der mit der bereitgestellten Rechenleistung der Recheneinheit verarbeitet werden kann, und ein Abarbeiten des zumindest einen Rechenauftrags durch die Recheneinheit des Fahrzeugs, um zumindest ein Rechenergebnis zu erlangen. Ein Rechenauftrag kann beispielsweise über ein Netzwerk wie beispielsweise eine Cloud angefragt werden. Ferner können ein Rechenauftrag auch Berechnungen innerhalb eines Blockchain-Netzwerks sein. So kann beispielsweise ein Proof-of-Work-Mechanismus oder ein Proof-of-Stake-Mechanismus als ein Rechenauftrag bezeichnet werden. Ein Rechenauftrag kann beispielsweise an das Fahrzeug kabellos über das Internet oder Mobilfunk übermittelt werden. Ferner ist denkbar, dass ein Rechenauftrag über ein Kabel (beispielsweise beim Laden oder Tanken) übermittelt wird. Der Rechenauftrag kann dann in dem Fahrzeug gespeichert werden und durch die Recheneinheit abgearbeitet werden. Das Rechenergebnis kann direkt anschließend an die Berechnung ausgegeben werden oder zu einem späteren Zeitpunkt, wenn beispielsweise eine Kabelverbindung oder eine gute kabellose Verbindung zur Verfügung steht.
  • Vorzugsweise wird das Rechenergebnis vollständig oder in Teilen ausgegeben. Mit anderen Worten kann das Rechenergebnis blockweise (d.h. teilweise) ausgegeben werden, sobald es berechnet ist. Dies bietet sich besonders dann an, wenn mehrere Recheneinheiten zu einem virtuellen Rechenzentrum zusammengeschalten sind und gemeinsam an einer Rechenaufgabe arbeiten. Alternativ kann das Rechenergebnis auch vollständig ausgegeben werden, wenn der vollständige Arbeitsauftrag abgearbeitet ist.
  • Vorzugsweise wird die bereitgestellte Rechenleistung dazu benutzt asynchrone Aufträge abzuarbeiten. Unter asynchronen Aufträgen kann man eine asynchrone Kommunikation zwischen der Recheneinheit und einem anderen System verstehen. Die asynchrone Kommunikation kann ein Modus der Kommunikation zwischen Recheneinheit und einem den Arbeitsauftrag zur Verfügung stellenden System sein, bei dem das Senden und Empfangen des Arbeitsauftrags bzw. des Rechenergebnisses zeitlich versetzt und ohne Blockieren der Abarbeitung des Arbeitsauftrags, beispielsweise durch Warten auf eine Antwort stattfindet. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn während dem Abarbeiten eines Rechenauftrags durch die Recheneinheit eine Kommunikation zwischen Recheneinheit und Sendesystem nicht möglich ist.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner ein Bestimmen einer Vergütungsinformation, basierend auf der bereitgestellten Rechenleistung und/oder einem Rechenergebnis und ein Ausgegeben der Vergütungsinformation. Mit anderen Worten kann die Vergütungsinformation darauf basieren, wie viel Rechenleistung über welche Zeit bereitgestellt wird. Ferner kann die Vergütungsinformation auf dem bereitgestellten Rechenergebnis basieren. So kann beispielsweise für ein besonders komplexes Rechenergebnis eine höhere Vergütung gezahlt werden als für ein simples Rechenergebnis. Vorzugsweise wird lediglich die Rechenleistung berücksichtigt, die auch genutzt wird. Mit anderen Worten kann so ein Entlohnungssystem bereitgestellt werden, welches darauf ausgelegt ist, die Rechenoperationen, die von der Recheneinheit im Fahrzeug erledigt werden, zu vergüten. Das Entlohnungssystem kann eine gewisse Vergütung festlegen, welche hierbei insbesondere von der Geschwindigkeit abhängt (d.h. in welcher Zeit ein Rechenauftrag abgearbeitet werden kann). Die Zeit kann dabei von der zur Verfügung stehenden Rechenleistung abhängen, welche von Umgebungsbedingungen (wie beispielsweise Verkehr, Witterung, Temperatur, Batterieladung, Batteriezustand (Alterung, Temperatur, Spannungszustand), Ladungszustand (Ladeleistung, Ladetemperatur) Kühlleistung/-Temperatur, Fahrtzustand) Fahrgeschwindigkeit usw.) abhängen kann. So kann eine Vergütung höher ausfallen, wenn die Rechenoperationen in kürzerer Zeit, also mehr Rechenleistung zur Verfügung steht. Das Entlohnungssystem kann die Vergütung auch abhängig davon festlegen, welche Energie in dem Energiespeicher zur Verfügung steht und wie viel diese kostet. So kann eine Entscheidung für einen Rechenauftrag unter anderem davon abhängen, ob die Recheneinheit mit Ökoenergie (beispielsweise Ökostrom oder grünem Wasserstoff) oder normale Energie betrieben wird. Weiterhin kann das Entlohnungssystem auch auf die aktuellen Energiepreise zugreifen und somit entscheiden, ob und welcher Rechenauftrag eine lukrative Vergütung ergibt. Vorzugsweise wird die Vergütungsinformation an eine zentrale Stelle ausgegeben, über die ein Nutzer die zur Verfügung gestellte Rechenleistung abrechnen kann.
  • Vorzugsweise umfasst die Vergütungsinformation Informationen über eine Vergütung für die bereitgestellte Rechenleistung und Vorzugsweise ist die Vergütung von einer Charakterisierung der gespeicherten Energie abhängig. Mit anderen Worten kann eine Vergütung für bereitgestellte Rechenleistung höher sein, wenn Energie aus dem Energiespeicher genutzt wird, die keinen oder nur einen geringen CO2-Footprint aufweist. So kann beispielsweise ein CO2-Grenzwert definiert werden, ab welchem eine höhere Vergütung gezahlt wird (d.h. umso niedriger der Grenzwert, desto höher die Vergütung).
  • Vorzugsweise wird die Rechenleistung über ein Cloud-Netzwerk zur Verfügung gestellt. Somit kann das Verfahren eine Recheneinheit eines Fahrzeugs über ein im Fahrzeug eingebundenes Netzwerkmodul beispielsweise mit einem Netzwerk verbinden, sodass Rechenaufträge der Recheneinheit zugewiesen werden können. Die Rechenoperation kann dabei im Stand z.B. beim Laden an einer Ladestation, die mit der Cloud über ein Netzwerk verbunden ist, entgegengenommen und ohne eine ständige Datenübertragung während einer Fahrt des Fahrzeugs ausgeführt werden und das (Teil-)Ergebnis bei der nächsten Ladestation wieder abgegeben und über das dort vorhandene Netzwerk zurück in die Cloud geladen werden. Die Cloud kann dabei ein Modell beschreiben, dass beispielsweise über das Internet und geräteunabhängig zeitnah mit wenig Aufwand geteilte Computerressourcen als Dienstleistung etwa in Form von Servern, Datenspeichern oder Applikationen bereitstellt und nach Nutzung abrechnet.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner ein Bestimmen einer zur Verfügung stehenden Kühlleistung der Recheneinheit basierend auf den Zustandsdaten, und ein Bereitstellen von Rechenleistungen der Recheneinheit des Fahrzeugs basierend auf den Zustandsdaten und auf der zur Verfügung stehenden Kühlleistung der Recheneinheit. Vorzugsweise ist das Fahrzeug abhängig von der Rechenleistung mit einer Fluidkühlung (beispielsweise einer Wasser-Glykol-Mischung, Schmieröl, oder ähnlichem) ausgestattet. Es ist jedoch auch denkbar jede andere Kühlvorrichtung in dem Fahrzeug vorzusehen, die in der Lage ist, die Recheneinheit zu kühlen. Die Kühlleistung der Kühleinrichtung kann wiederum abhängig von einem Betriebs-/Fahrzustand des Fahrzeugs sein. Das Fluidkühlsystem kann beispielsweise neben einem oder mehreren Kühlmittelkreisläufen noch einen Kreislauf mit Kältemittel umfassen. Dieser kann eine Vorrichtung zur Verdichtung des Kältemittels (beispielsweise Kompressor), eine Vorrichtung zur Entspannung des Kältemittels (beispielsweise Expansionsventil), eine Vorrichtung zur Erhitzung bzw. Verdampfung des Kältemittels (beispielsweise Verdampfer) und eine Vorrichtung zur Abkühlung bzw. Verflüssigung des Kältemittels (beispielsweise Verflüssiger, Kondensator, Kondensierer) umfassen. Der Kältekreislauf kann ähnlich wie eine Klimaanlage funktionieren und dazu ausgestaltet sein, durch den in ihm ablaufenden Kälteprozess eine Kühlung für die Recheneinheit bereitzustellen. Ferner ist denkbar, dass der Kältemittelkreislauf eine Klimaanlage in dem Fahrzeug ersetzt, sodass keine Klimaanlage in dem Fahrzeug vorgesehen sein muss. Die durch den Kältekreis verbesserte Kühlleistung erfordert jedoch einen nicht unerheblichen Energieverbrauch und ist ebenfalls von dem Fahrzustand des Fahrzeugs abhängig, da eine höhere Fahrgeschwindigkeit eine bessere Wärmeabfuhr ermöglicht. Somit kann die bereitgestellte Rechenleistung in Abhängigkeit der zur Verfügung stehenden Kühlleistung und der für den Betrieb des Fahrzeugs erforderlichen Rechenleistung zur Verfügung gestellt werden. Zudem kann die zur Verfügung stehende Energie aus dem Energiespeicher bzw. die Kosten dieser und den Erlös (vergleiche oben die Vergütungsinformation) für die zur Verfügung gestellte Rechenleistung in ein Verhältnis gesetzt werden und entschieden werden, ob und wie viel Rechenleistung dem externen Netzwerk (z.B. einem Cloud-Netzwerk) zur Verfügung gestellt wird.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner ein Bestimmen einer Zielkühlleistung, bei der so viel Rechenleistung bereitgestellt werden kann, dass eine Betriebseffizienz der Recheneinheit maximiert ist. Die Effizienz kann im vorliegenden Fall dadurch definiert sein, dass gerade so viel Rechenleistung bereitgestellt wird und damit eine bestimmte Wärmeabfuhr der Recheneinheit nötig ist, sodass die Kühleinheit nicht übermäßig viel Energie benötigt. Vorzugsweise kann als Richtwert hier die Vergütung (d.h. die Vergütungsinformation) herangezogen werden, die erzielt werden kann, indem die Rechenleistung bereitgestellt wird. Dies kann ins Verhältnis zu den Kosten für die Energie gesetzt werden, welche notwendig ist, um die Recheneinheit zu kühlen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuereinheit zum Steuern einer Bereitstellung von Rechenleistung eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei die Steuereinheit dazu ausgestaltet ist, das Verfahren gemäß einer der obigen Ausgestaltungen auszuführen. Bei der Steuereinheit kann es sich um eine interne Recheneinheit, die auch als Pro AI bezeichnet werden kann, handeln.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Leistungselektronik bereitgestellt, die die obige Steuereinheit umfasst. Die Leistungselektronik kann beispielsweise Bestandteil einer E-Achse sein, die dazu ausgestaltet ist, in einem Elektrofahrzeug verbaut zu werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, bereitgestellt, das die obige Steuereinheit umfasst. Das Fahrzeug kann einen Energiespeicher wie beispielsweise einen Akkumulator aufweisen. Ferner kann es sich bei dem Fahrzeug um ein autonom fahrendes Fahrzeug handeln.
  • Einzelne Merkmale oder Ausführungsformen können mit anderen Merkmalen oder anderen Ausführungsform kombiniert werden und so neue Ausführungsformen bilden. Vorteile und Ausgestaltungen, die in Verbindung mit den Merkmalen oder den Ausführungsformen genannt sind, gelten analog auch für die neuen Ausführungsformen. Vorteile und Ausgestaltungen, die in Zusammenhang mit dem Verfahren genannt wurden, gelten analog auch für die Vorrichtung und andersherum.
  • Im Folgenden werden zu bevorzugende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Figuren im Detail beschrieben.
    • 1 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2A bis 2C sind schematische Ansichten des Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während einem Betrieb.
    • 3 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während einem Betrieb.
    • 4 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Ausführungsform, während einem Betriebszustand.
    • 5 ist ein Ablaufdiagramm, dass schematisch ein Ablauf eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 1 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden. Das Fahrzeug 2 weist eine Recheneinheit 1 und einen Energiespeicher 3 auf. Bei einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein zumindest teilelektrisch und zumindest teilautonom fahrendes Fahrzeug. Die Recheneinheit 1 des Fahrzeugs 2 wird hierbei für verschiedene Funktionen (wie beispielsweise das autonome Fahren) genutzt. Mit anderen Worten wird die Recheneinheit 1 beispielsweise beim Parken, Langsam-Fahren, Teilautomatisieren oder ähnlichem nicht in vollem Umfang genutzt. Somit ist bei solch einem Betrieb des Fahrzeugs 2 nicht die volle Rechenleistung der Recheneinheit 1 für den Betrieb des Fahrzeugs notwendig. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Recheneinheit 1 abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit, Umgebungsbedingungen (Verkehr, Wetter, Temperaturen, Witterung), Betriebsladezustand, Automatisierungsgrad/-Level (welche Assistenzsysteme sind aktiv), Temperatur der Recheneinheit zu einem bestimmten Anteil automatisch für externe Rechenaufgabe wie Cloud Computing genutzt. Die zur Verfügung gestellte Rechenleistung kann beispielsweise auch anhand einer geplanten Route und/oder Verkehrsanalysen prognostiziert werden. Somit können Rechenaufträge durch eine nicht genutzte Rechenleistung abgearbeitet werden. Rechenaufträge können beispielsweise abhängig von den obigen Randbedingungen ausgewählt werden. Ferner kann der Fahrer (d.h. der Nutzer) des Fahrzeugs 2 selbständig vorgeben, welchen Anteil der Rechenleistung der Recheneinheit 1 er zur Verfügung stellen will und dies kann auch aktiv (d.h. „on the fly“) geändert werden. Das Fahrzeug 2 kann jedoch abhängig vom geforderten Fahrkomfort und Fahrsicherheit die Rechenleistung der Recheneinheit 1 wieder so einstellen, um ein möglichst sicheres und komfortables Fahren zu ermöglichen. Ferner weist das Fahrzeug ein Netzwerkmodul (in den Figuren nicht dargestellt) auf, um die Recheneinheit mit einem Netzwerk zu verbinden. Über das Netzwerk können die Rechenaufträge zugewiesen werden, um die Recheneinheit 1 optimal zwischen autonomem Fahren und Rechenoperationen nutzen zu können. Ferner ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Entlohnungssystem vorgesehen, dass die zur Verfügung gestellte Rechenleistung vergütet. Falls das Fahrzeug 2 geparkt ist, kann eine höhere Rechenleistung der Recheneinheit 1 für Rechenoperationen bereitgestellt werden.
  • 2A bis 2C beschreiben verschiedene Betriebssituationen des Fahrzeugs 2. In 2A ist das Fahrzeug kabellos mit einem Netzwerk 4 verbunden. Eine solche Verbindung kann beispielsweise über Mobilfunk oder WLAN realisiert sein. Über das Netzwerk 4 erhält das Fahrzeug bzw. die Steuereinheit 1 einen Rechenauftrag. Dieser Rechenauftrag wird in einer Speichereinheit in dem Fahrzeug 2 gespeichert. Abhängig von Zustandsdaten kann die Recheneinheit 1 den Rechenauftrag dann abarbeiten. In 2B hat das Fahrzeug 2 keine Verbindung zu dem Netzwerk 4. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn das Fahrzeug bewegt wird und sich in Bereichen befindet, in denen keine Verbindung zum Netzwerk 4 möglich ist. In dieser Situation kann die Recheneinheit 1 den zuvor aufgenommenen und gespeicherten Rechenauftrag abarbeiten. In 2C wird der Rechenauftrag vollständig oder teilweise an das Netzwerk 4 ausgegeben. Somit kann das Fahrzeug auch Bereiche, in denen keine Verbindung zum Netzwerk 4 besteht genutzt werden.
  • 3 zeigt einen weiteren Betriebszustand des Fahrzeugs 2. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Energiespeicher 3 des Fahrzeugs an eine Energiequelle 5 geladen. Gleichzeitig zu dem Ladevorgang wird das Fahrzeug 2 mit einem Netzwerk 4 verbunden. Mit anderen Worten ist das Netzwerk 4 lediglich mit der Energiequelle 5 verbunden und kann eine indirekte Verbindung zwischen Fahrzeug 2 und Netzwerk 4 über die Energiequelle 5 herstellen. In diesem Fall nimmt die Recheneinheit 1 den Rechenauftrag bei einem Auffüllen des Energiespeichers 3 auf und kann nach Empfangen des Rechenauftrags die Abarbeitung des selbigen beginnen. Hierbei kann das Fahrzeug an der Energiequelle 5 verbleiben oder betrieben werden. Während einem Betrieb des Fahrzeugs muss keine Verbindung zwischen Fahrzeug und Netzwerk 4 bestehen. Gelangt das Fahrzeug zu einer weiteren Energiequelle (beispielsweise, wie in 3 auf der linken Seite dargestellt) kann das Rechenergebnis über die Energiequelle 5 wieder an das Netzwerk 4 ausgegeben werden.
  • 4 ist eine weitere schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist das Fahrzeug 2 eine permanente kabellose Verbindung zu dem Netzwerk 4 auf. Die Verbindung kann beispielsweise über das Mobilfunknetz (beispielsweise 5G) realisiert sein. Somit kann die Recheneinheit 1 permanent mit dem Netzwerk kommunizieren.
  • Das Netzwerk kann mit einem Entlohnungssystem gekoppelt sein, welches darauf ausgelegt ist, die bereitgestellten Rechenleistungen zu vergüten. Dies kann so realisiert sein, dass die von der Recheneinheit 1 ausgeführten Rechenoperationen vergütet werden. Das Entlohnungssystem kann eine gewisse Vergütung festlegen, welche hierbei insbesondere von der Geschwindigkeit abhängt, beispielsweise in welcher Zeit ein Rechenauftrag abgearbeitet werden kann. Die Zeit hängt dabei von der zur Verfügung stehenden Rechenleistung ab, welche von Umgebungsbedingungen abhängt. So kann eine Vergütung höher ausfallen, wenn die Rechenoperation in kürzerer Zeit erledigt ist. Mit anderen Worten, wenn mehr Rechenleistung zur Verfügung gestellt wird. Das Entlohnungssystem legt die Vergütung auch abhängig davon fest, welche Energie zur Verfügung steht und wie viel diese kostet. So ist die Entscheidung für einen Rechenauftrag unter anderem davon abhängig, ob die Recheneinheit mit Ökoenergie (Strom aus erneuerbaren Energien, grüner Wasserstoff usw.) oder normale Energie angetrieben wird. Weiterhin kann das Entlohnungssystem auch auf die aktuellen Energiepreise zugreifen, somit entscheiden, ob und welcher Rechenauftrag eine lukrative Vergütung ergibt. Das Vergütungssystem kann auf jede der zuvor genannten Ausführungsform angewendet werden.
  • 5 ist ein schematisches Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In Schritt S1 werden Betriebsinformationen des Fahrzeugs 2 aufgenommen oder erfasst. In Schritt S2 werden die Zustandsdaten basierend auf den Betriebsinformationen des Fahrzeugs 2 bestimmt. In Schritt S3 wird dann Rechenleistung der Recheneinheit 1 des Fahrzeugs 2, basierend auf den Zustandsdaten bereitgestellt. Mit der bereitgestellten Rechenleistung der Recheneinheit 1 kann dann ein Rechenauftrag ausgeführt werden. In Schritt S4 wird eine zukünftig zur Verfügung stellbare Rechenleistung basierend auf dem Zustandsdaten und/oder zu erwartender Zustandsdaten prognostiziert. Somit kann ermittelt werden, welche Rechenleistung in Zukunft zur Verfügung gestellt werden kann. In Schritt S5 wird zumindest ein Rechenauftrag empfangen, der mit der bereitgestellten Rechenleistung der Recheneinheit verarbeitet werden kann. In Schritt S6 wird der Rechenauftrag abgearbeitet und Rechenergebnisse erzeugt. In Schritt S7 wird eine Vergütungsinformation basierend auf der bereitgestellten Rechenleistung und/oder einem Rechenergebnis bestimmt. In Schritt S8 wird die Vergütungsinformation ausgegeben. Somit kann dem Nutzer des Fahrzeugs 2, die bereitgestellte Rechenleistung vergütet werden. In Schritt S9 wird eine zur Verfügung stehende Kühlleistung der Recheneinheit bestimmt, basierend auf den Zustandsdaten. Daraufhin wird die Rechenleistung der Recheneinheit 1 basierend auf der zur Verfügung stehenden Kühlleistung bereitgestellt. In Schritt S10 wird eine Zielkühlleistung bestimmt, bei der so viel Rechenleistung bereitgestellt werden kann, dass eine Betriebseffizienz der Recheneinheit maximiert ist. Somit kann eine effiziente Ausnutzung der Recheneinheit gewährleistet sein. Die Reihenfolge der einzelnen Schritte kann variieren. Ferner muss die oben angegebene Reihenfolge nicht eingehalten werden und die einzelnen Schritte können auch in einer anderen Rheinfolge ausgeführt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Recheneinheit
    2
    Fahrzeug
    3
    Energiespeicher
    4
    Netzwerk
    5
    Ladestation
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102017008956 A1 [0003]

Claims (14)

  1. Computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen von Rechenleistung einer Recheneinheit (1) eines Fahrzeugs (2) mit einem Energiespeicher (3), wobei das Verfahren umfasst: Aufnehmen oder Erfassen von Betriebsinformationen des Fahrzeugs (2), Bestimmen von Zustandsdaten basierend auf den Betriebsinformationen des Fahrzeugs (2), und Bereitstellen von Rechenleistung der Recheneinheit (1) des Fahrzeugs (2) basierend auf den Zustandsdaten.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Rechenleistung der Recheneinheit dynamisch basierend auf laufend aktualisierten Zustandsdaten bereitgestellt wird.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Betriebsinformationen den Ladezustand des Energiespeichers, einen Zustand des Energiespeichers, eine Charakterisierung der gespeicherten Energie, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Automatisierungsgrad des Fahrzeugs, eine Temperatur der Recheneinheit und/oder einen Fahrzustand des Fahrzeugs umfassen.
  4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Betriebsinformationen eine Charakterisierung der gespeicherten Energie umfassen, und wobei die Charakterisierung der gespeicherten Energie Informationen über den CO2 Footprint der gespeicherten Energie umfasst.
  5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zustandsdaten zusätzlich basierend auf Reiseinformationen bestimmt werden, wobei die Reiseinformationen vorzugsweise eine geplante Route, die aktuelle Position des Fahrzeugs und/oder Verkehrsinformationen umfassen.
  6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zustandsdaten zusätzlich basierend auf Umweltinformationen bestimmt werden, wobei die Umweltinformationen vorzugsweise eine Außentemperatur, eine Witterung und/oder eine Sonneneinstrahlung umfassen.
  7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zustandsdaten zusätzlich basierend auf einem Nutzerbefehl bestimmt werden.
  8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zustandsdaten zusätzlich basierend auf Konnektivitätsinformationen bestimmt werden, wobei die Konnektivitätsinformationen vorzugsweise Informationen über eine zur Verfügung stehende Datenbandbreite und/oder Netzwerksinformationen umfassen.
  9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zustandsdaten zusätzlich basierend auf Priorisierungsbefehlen bestimmt werden, wobei die Priorisierungsbefehle vorzugsweise Informationen über sicherheitsrelevante Funktionen des Fahrzeugs umfassen.
  10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner umfasst: Prognostizieren von zukünftig zur Verfügung stellbarer Rechenleistung basierend auf den Zustandsdaten und/oder zu erwartender Zustandsdaten.
  11. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von zumindest einem Rechenauftrag, insbesondere über eine bestehende Netzwerkverbindung, der mit der bereitgestellten Rechenleistung der Recheneinheit verarbeitet werden kann, und Abarbeiten des zumindest einen Rechenauftrags durch die Recheneinheit des Fahrzeugs, um zumindest ein Rechenergebnis zu erlangen.
  12. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen einer Vergütungsinformation basierend auf der bereitgestellten Rechenleistung und/oder einem Rechenergebnis, und Ausgeben der Vergütungsinformation.
  13. Steuereinheit zum Steuern einer Bereitstellung von Rechenleistung eines Fahrzeugs, wobei die Steuereinheit dazu ausgestaltet ist, das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
  14. Fahrzeug, insbesondere ein zumindest teilautonomes Fahrzeug, wobei das Fahrzeug die Steuereinheit gemäß Anspruch 13 umfasst.
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