EP3987490A1 - Verfahren eines fahrzeugs und eines netzwerkservers zum warten von fahrzeugkomponenten - Google Patents
Verfahren eines fahrzeugs und eines netzwerkservers zum warten von fahrzeugkomponentenInfo
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- EP3987490A1 EP3987490A1 EP20751078.5A EP20751078A EP3987490A1 EP 3987490 A1 EP3987490 A1 EP 3987490A1 EP 20751078 A EP20751078 A EP 20751078A EP 3987490 A1 EP3987490 A1 EP 3987490A1
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Definitions
- the invention relates to a method of a vehicle for servicing vehicle components, in particular for servicing vehicle components based on a monitoring of the operating points of a plurality of vehicle components.
- the invention also relates to a motor vehicle set up to carry out the method according to the invention and a network server set up to participate in the method according to the invention.
- WO 2004/024531 A1 describes a method in which a vehicle has both sensors for generating component data relating to monitored vehicle components and sensors for generating environmental data. Both the component data and the environment data are processed further.
- the invention is therefore based on the object of enriching the state of the art and of providing an alternative method for servicing vehicle components with which the installation space requirement and the costs of the entire vehicle can be reduced and with which faulty operating states of a vehicle component can be reliably detected .
- a first aspect of the present invention relates to a method of a vehicle for servicing vehicle components, in particular vehicle components installed in the vehicle itself.
- the operating points of a plurality of vehicle components are initially recorded over a first period Ati.
- the operating point of a vehicle component is characterized by the voltage tapped by the vehicle component and / or by the current tapped by the vehicle component.
- the operating point of a vehicle component therefore also characterizes the power consumption of the vehicle component.
- the operating point of a vehicle component is indicative of an operating state of the vehicle component and enables conclusions to be drawn about its state.
- Working points and by determining the deviations between successive times or measuring points can also be done by fitting a functional relationship to the recorded time series of the operating points and by forming a first temporal derivative of the functional relationship can be determined.
- the functional relationship is a linear regression.
- the increase in the first time derivative of the functional relationship in the first period can be compared with the increase in the first time derivative of the functional relationship in the second time period.
- a functional relationship is preferably determined for the entire period Ati + At 2 , preferably a non-linear relationship, for example by means of a polynomial regression, and a second time derivative of the functional relationship is determined.
- the operating points of all vehicle components are recorded by a power distribution unit installed in the vehicle.
- the power distribution unit is in particular an electronically controlled power distribution unit (ePDU - Electronic Power Distribution Unit).
- ePDU electronically controlled power distribution unit
- Such power distribution units are based on semiconductor fuses and are increasingly being used in vehicle electrical systems in order to use their value-added functions locally.
- the power distribution unit is preferably between an energy source, for example a
- Power distribution unit according to one embodiment through all steps of the method according to the invention. Alternatively, the power distribution unit only records the
- Working points in the first and second time periods in the vehicle are also preferably outsourced to a network server in order to reduce the load on the local computing devices.
- the method according to the invention also preferably includes receiving the time developments determined by the network server based on the recorded values, the comparison result determined by the network server and / or the error message output by the network server. Furthermore, the method according to the invention preferably also has the steps of transmitting the recorded operating points, the determined time developments and / or the determined error messages to a network server in the case of a local implementation of the method according to the invention. This enables that
- the network server has a (second) communication module set up for data communication with a plurality of vehicles and / or mobile terminals and a (second) control unit.
- the (second) control unit of the network server is set up to carry out the steps of the network server in the method according to the invention.
- the second control unit is designed in particular to carry out the following steps: receiving operating points of a plurality of vehicle components of a vehicle over a first period Ati and determining a first temporal development of the plurality of operating points in the first period Ati, receiving operating points of the plurality of vehicle components of a vehicle over a second time period At 2 and determining a second time development of the plurality of working points in the second time period At 2 , comparison of the first time development and the second time development of the
- Working points in the first time period Ati receiving working points of the plurality of vehicle components of a vehicle over a second time period At 2 and determining a second development over time of the plurality of working points in the second time period At 2 , comparing the first development over time and the second development over time
- the individual method steps of the method according to the invention are furthermore preferably designed as one or more processes that run on one or more processors in one or more electronic computing devices and are generated when one or more computer programs are executed.
- the computing devices are preferably designed to work together with other components, for example a communication module, and optionally one or more sensors, in order to implement the functionalities described herein.
- the instructions of the computer programs are preferably stored in a memory, such as a RAM element.
- the computer programs can also be stored in a non-volatile storage medium such as a CD-ROM, a flash memory or the like.
- FIG. 2 shows a schematic representation of the change in the operating point of a vehicle component over time
- the vehicle 10 also has a plurality of second sensors, in particular a fourth sensor 51, a fifth sensor 52, and a sixth sensor 53.
- the second sensors 51, 52, 53 are sensors for determining status data relating to the vehicle 10 itself, such as current position and movement information of the vehicle 10.
- the second sensors are consequently, for example, speed sensors, acceleration sensors, inclination sensors , Sensors for measuring an immersion depth of a shock absorber, wheel speed sensors or the like.
- the Second sensors 51, 52, 53 transmit the status signals they have detected to first control unit 40 of vehicle 10.
- the functionality of the driving system 30 is controlled by the control unit 40.
- Vehicle components rear window heating 35 and windshield wiper motor 38
- the power distribution unit 36 for example via one or more respective CAN connections, one or more respective SPI connections, or other suitable data connections.
- Power distribution unit 36 each under the control of the control unit 40 by the
- Control unit 40 transmits the necessary control signals to rear window heater 35 and windshield wiper motor 38 or to power distribution unit 36.
- the network server 70 has a second control unit 80 which is set up to carry out the steps of the network server 70 in the method according to the invention.
- the second control unit 80 has an internal memory 81 and a CPU 82, which communicate with one another, for example via a suitable data bus.
- the second difference quotient AAP 2 / At 2 significantly exceeds the first difference quotient AAPVAti and in particular deviates from the first difference quotient by more than a predetermined limit value.
- the predetermined limit value is defined via a factor by which the second difference quotient may exceed the first difference quotient as a maximum. In the case shown, this factor is three, whereas the second difference quotient AAP 2 / At 2 is approximately ten times the first difference quotient AAPVAti. Consequently, in the
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren eines Fahrzeugs (10) zum Warten von Fahrzeugkomponenten (35, 38) wobei zunächst die Arbeitspunkte einer Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten (35, 38) über einen ersten Zeitraum (Δt1) erfasst und erste zeitliche Entwicklungen der Mehrzahl von Arbeitspunkten im ersten Zeitraum (Δt1) ermittelt werden. Ferner werden die Arbeitspunkte der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten (35, 38) über einen von dem ersten Zeitraum (Δt1) verschiedenen zweiten Zeitraum (Δt2) erfasst und zweite zeitliche Entwicklungen der Mehrzahl von Arbeitspunkten im zweiten Zeitraum (Δt2) ermittelt. Durch einen Vergleich der ersten zeitlichen Entwicklungen und der zweiten zeitlichen Entwicklungen der Arbeitspunkte der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten (35, 38) wird ermittelt, ob die zweite zeitliche Entwicklung des Arbeitspunkts einer Fahrzeugkomponente um mehr als einen vorbestimmten Grenzwert von der ersten zeitlichen Entwicklung des Arbeitspunkts dieser Fahrzeugkomponente abweicht. In diesem Fall wird eine Fehlermeldung bezüglich dieser Fahrzeugkomponente (35, 38) ausgegeben.
Description
Beschreibung
Verfahren eines Fahrzeugs und eines Netzwerkservers zum Warten von
Fahrzeugkomponenten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren eines Fahrzeugs zum Warten von Fahrzeugkomponenten, insbesondere zum Warten von Fahrzeugkomponenten basierend auf einer Überwachung der Arbeitspunkte einer Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten. Die Erfindung betrifft ferner ein zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtetes Kraftfahrzeug und einen zum Beteiligen am erfindungsgemäßen Verfahren eingerichteten Netzwerkserver.
Moderne Fahrzeuge verfügen über eine Vielzahl elektronisch gesteuerter
Fahrzeugkomponenten, die regelmäßig von individuellen Steuergeräten geregelt und überwacht werden. Mittels der Überwachung der Komponenten sollen unter Anderem unsichere Zustände derselben detektiert beziehungsweise verhindert werden. Das Überwachen der
Fahrzeugkomponenten setzt somit stets eine Definition der unsicheren Betriebszustände und von Systemgrößen, welche diese Zustände anzeigen, sowie das regelmäßige Messen dieser Systemgrößen voraus. Das Messen der Systemgrößen erfolgt in der Regel durch die individuellen Steuergeräte von selbstdiagnostizierenden Fahrzeugkomponenten.
Somit benötigen alle der individuellen Steuergeräte eine eigene Messtechnik zum Erfassen der relevanten Systemgrößen und gegebenenfalls für deren Weiterverarbeitung. Ebenso müssen Datenverbindungen zu einer zentralen Steuereinheit oder einem Kommunikationsmodul mit einer Bandbreite ausgelegt werden, welche das Übermitteln der Vielzahl von Systemgrößen sicher gewährleistet. Beides trägt nachteilig zu höheren Kosten und einem höheren
Bauraumbedarf des Gesamtfahrzeugs bei.
Während des Betriebs des Fahrzeugs können sich ferner die Eigenschaften der
Fahrzeugkomponenten ändern, beispielsweise aufgrund alterungsbedingter
Materialveränderungen. Zudem können sich die Einsatzbedingungen des Fahrzeugs und der Fahrzeugkomponenten ändern. Das Überwachen der Fahrzeugkomponenten basierend auf vordefinierten Grenzwerten kann somit zur Fehldiagnose unsicherer Betriebszustände führen.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Verfahren bekannt, mit denen der Einfluss
wechselnder Umweltbedingungen bei der Überwachung von Fahrzeugkomponenten
berücksichtigt werden kann. So beschreibt die WO 2004/024531 A1 ein Verfahren, bei dem ein Fahrzeug sowohl Sensoren zum Erzeugen von Komponentendaten bezüglich überwachter Fahrzeugkomponenten als auch Sensoren zum Erzeugen von Umgebungsdaten aufweist. Sowohl die Komponentendaten als auch die Umgebungsdaten werden weiterverarbeitet.
Diese aus dem Stand der Technik bekannte Lösung erfordert somit neben den Sensoren für die zu überwachenden Fahrzeugkomponenten weitere Sensoren, die der Überwachung von Umgebungsparametern dienen. Dies erfordert zusätzlichen Bauraum und verursacht Kosten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik zu bereichern und ein alternatives Verfahren zum Warten von Fahrzeugkomponenten zur Verfügung zu stellen, mit dem der Bauraumbedarf und die Kosten des Gesamtfahrzeugs gesenkt werden können und mit dem fehlerhafte Betriebszustände einer Fahrzeugkomponente sicher detektiert werden können.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der Hauptansprüche.
Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils rückbezogenen Unteransprüche.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren eines Fahrzeugs zum Warten von Fahrzeugkomponenten, insbesondere von in dem Fahrzeug selbst verbauten Fahrzeugkomponenten. In dem Verfahren werden zunächst die Arbeitspunkte einer Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten über einen ersten Zeitraum Ati erfasst. Der Arbeitspunkt einer Fahrzeugkomponente ist dabei durch die von der Fahrzeugkomponente abgegriffene Spannung und/oder durch den von der Fahrzeugkomponente abgegriffenen Strom charakterisiert. Der Arbeitspunkt einer Fahrzeugkomponente charakterisiert mithin auch die Leistungsaufnahme der Fahrzeugkomponente. Der Arbeitspunkt einer Fahrzeugkomponente ist indikativ für einen Betriebszustand der Fahrzeugkomponente und ermöglicht Rückschlüsse auf deren Zustand.
Anhand der über den ersten Zeitraum Ati erfassten Betriebszustände der Arbeitspunkte wird für jede der Fahrzeugkomponenten eine erste zeitliche Entwicklung der Mehrzahl von
Arbeitspunkten in dem ersten Zeitraum Ati ermittelt. Das Ermitteln der zeitlichen Entwicklung der Arbeitspunkte einer Fahrzeugkomponente kann dabei auf verschiedene Art und Weise erfolgen, beispielsweise durch Ablegen der diskreten Werte der erfassten Zeitreihe der
Arbeitspunkte und durch Bestimmen der Abweichungen zwischen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten beziehungsweise Messpunkten. Neben einer solchen diskreten Bestimmung einer zeitlichen Entwicklung kann diese auch durch Fitten eines funktionellen Zusammenhangs an die erfasste Zeitreihe der Arbeitspunkte und durch Bilden einer ersten zeitlichen Ableitung des
funktionellen Zusammenhangs ermittelt werden. In einer einfachsten Durchführungsform handelt es sich bei dem funktionellen Zusammenhang um eine lineare Regression.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt ferner das Erfassen von Arbeitspunkten der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten über einen zweiten Zeitraum At2, wobei der zweite Zeitraum verschieden von dem ersten Zeitraum Ati ist und insbesondere dem ersten Zeitraum Ati nachfolgt. Anhand der in dem zweiten Zeitraum At2 erfassten Arbeitspunkte wird eine zweite zeitliche Entwicklung der Mehrzahl von Arbeitspunkten im zweiten Zeitraum At2 ermittelt. Die Ermittlung der zweiten zeitlichen Entwicklung erfolgt bevorzugt ebenso diskret oder
kontinuierlich, wie obenstehend beschrieben. Im erfindungsgemäßen Verfahren liegen somit für zumindest zwei Zeiträume jeweils eine Wertebasis für die Arbeitspunkte der
Fahrzeugkomponenten und jeweils daraus abgeleitete, für die zeitliche Entwicklung der Arbeitspunkte der Fahrzeugkomponenten charakteristische Größen vor. Diese Größen werden bevorzugt in einer Steuereinheit beziehungsweise einem Speicher des Fahrzeugs abgelegt.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt dann ein Vergleich der ermittelten ersten zeitlichen Entwicklung der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten und der ermittelten zweiten zeitlichen Entwicklung der Arbeitspunkte der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten. Die konkrete Durchführung des Vergleichs erfolgt dabei bevorzugt in Abhängigkeit der für die zeitliche Entwicklung gewählten Darstellungsform. Bei einer diskreten Darstellung der zeitlichen Entwicklung kann beispielsweise die mittlere Abweichung der Arbeitspunkte zwischen zwei zeitlich getrennten Messpunkten des ersten Zeitraums Ati mit der mittleren Abweichung der Arbeitspunkte zwischen zwei zeitlich gleich getrennten Messpunkten des zweiten Zeitraums At2 verglichen werden. Alternativ kann bei kontinuierlicher Darstellung der zeitlichen Entwicklungen der Anstieg der ersten zeitlichen Ableitung des funktionellen Zusammenhangs im ersten Zeitraum mit dem Anstieg der ersten zeitlichen Ableitung des funktionellen Zusammenhangs im zweiten Zeitraum verglichen werden. Alternativ bevorzugt wird ein funktioneller Zusammenhang für den Gesamtzeitraum Ati + At2 ermittelt, vorzugsweise ein nicht-linearer Zusammenhang beispielsweise durch eine polynomiale Regression, und wird eine zweite zeitliche Ableitung des funktionellen Zusammenhangs ermittelt. Ein lokales Extremum des funktionellen
Zusammenhangs der zeitlichen Entwicklung der Arbeitspunkte im Gesamtzeitraum kann dann für den Vergleich der ersten und der zweiten zeitlichen Entwicklung verwendet werden.
Im erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt ferner die Ausgabe einer Fehlermeldung bezüglich einer Fahrzeugkomponente, deren zweite zeitliche Entwicklung des Arbeitspunkts um mehr als einen vorbestimmten Grenzwert von deren erster zeitlicher Entwicklung des Arbeitspunkts
abweicht. Mit anderen Worten wird für eine solche Fahrzeugkomponente eine Fehlermeldung ausgegeben, bei der die zeitliche Entwicklung der Arbeitspunkte in dem zweiten Zeitraum signifikant von der zeitlichen Entwicklung der Arbeitspunkte in dem ersten Zeitraum abweicht. Die Signifikanz der Abweichung ist an den vorbestimmten Grenzwert gebunden, wobei dieser in Abhängigkeit der Darstellungsform der zeitlichen Entwicklung verschiedenen Inhalts sein kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Überwachung der Betriebszustände von Fahrzeugkomponenten, die vorteilhaft nicht fest an die die jeweiligen Betriebszustände charakterisierenden Parameter anknüpft, sondern vielmehr die zeitliche Entwicklung dieser Systemparameter, abgebildet in der zeitlichen Entwicklung der Arbeitspunkte berücksichtigt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht so vorteilhaft das Trennen einer normalen zeitlichen Varianz der Arbeitspunkte (Zustände) von Fahrzeugkomponenten von einer anormalen zeitlichen Varianz, wobei letztere auf einen Fehlerzustand der Komponente hinweist. Somit werden im erfindungsgemäßen Verfahren sowohl Auswirkungen einer normalen Alterung der Bauteile als auch der Einfluss wechselnder Umgebungsbedingungen implizit erfasst.
Beispielsweise kann die normale Alterung eine unproblematische Drift der Arbeitspunkte bewirken, die als erste zeitliche Entwicklung der Arbeitspunkte erfasst wird. Erst wenn die zweite zeitliche Entwicklung signifikant von dieser Drift abweicht, wird ein Fehler detektiert.
In einer besonders bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Arbeitspunkte aller Fahrzeugkomponenten durch eine in dem Fahrzeug verbaute Stromverteilereinheit erfasst. Bei der Stromverteilereinheit handelt es sich insbesondere um eine elektronisch gesteuerte Stromverteilereinheit (ePDU - electronic Power Distribution Unit). Derartige Stromverteilereinheiten basieren auf Halbleiter-Sicherungen und werden zunehmend in Bordnetzen von Fahrzeugen eingesetzt, um lokal deren Mehrwertfunktionen zu nutzen. Die Stromverteilereinheit ist bevorzugt zwischen eine Energiequelle, beispielsweise ein
Batteriesystem, und zumindest eine Fahrzeugkomponente geschaltet. Die Stromverteilereinheit weist dazu bevorzugt einen mit der Energiequelle verbundenen Eingang und eine Mehrzahl mit den Fahrzeugkomponenten verbundener Ausgänge auf. Die Stromverteilereinheit steuert die Leistungsverteilung auf die verschiedenen Ausgänge mit einer Mehrzahl von
Halbleiterschaltern, insbesondere aus Leistungstransistoren gebildeten Halbleiterschaltern.
Die Stromverteilereinheit ist somit zur Realisierung von Schalt- und Relaisfunktionen
ausgebildet. Die Stromverteilereinheit ist ferner dazu ausgebildet, für jeden Ausgang die diesem Ausgang zugewiesene Spannung und den diesem Ausgang zugewiesenen Strom zu messen. Die Stromverteilereinheit ist ferner dazu ausgebildet, die Strom- und Spannungsmesswerte an
eine Steuereinheit zur Ermittlung der Leistungsaufnahme der an die Ausgänge
angeschlossenen Fahrzeugkomponenten zu übermitteln. Alternativ ist die Stromverteilereinheit selbst zum Ermitteln der Leistungsaufnahme der einzelnen Fahrzeugkomponenten ausgebildet. Gemäß dieser Durchführungsform erfolgt somit die Überwachung aller in dem Fahrzeug über die Stromverteilereinheit elektrisch gespeisten Fahrzeugkomponenten vorteilhaft zentral über die Stromverteilereinheit. Somit kann auf den Einsatz selbstdiagnostizierender Bauteile verzichtet werden, was die Kosten und den Bauraumbedarf des Fahrzeugs senkt.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft somit auch die vorteilhafte Verwendung einer solchen
Stromverteilereinheit zur Wartung einer Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten, insbesondere in dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie vorstehend beschrieben. Dabei führt die
Stromverteilereinheit gemäß einer Durchführungsform alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durch. Alternativ führt die Stromverteilereinheit lediglich das Erfassen der
Arbeitspunkte durch, wohingegen das Ermitteln der zeitlichen Entwicklung als auch das
Ausgeben der Fehlermeldung durch eine zentrale Steuereinheit des Fahrzeugs erfolgt.
Wie vorstehend beschrieben soll die erste zeitliche Entwicklung der Arbeitspunkte typische beziehungsweise normale Betriebszustände charakterisieren, so dass die Abweichung der zeitlichen Entwicklung im zweiten Zeitraum indikativ für einen atypischen beziehungsweise anormalen Betriebszustand ist. Dies wird im erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft durch eine gezielte Auswahl des ersten Zeitraums Ati sichergestellt. Gemäß einer ersten bevorzugten Durchführungsform umfasst der erste Zeitraum Ati einen Testbetrieb des Fahrzeugs in einem Prüfstand, insbesondere in einem Prüfstand des Fahrzeugherstellers, eines Händlers oder eines verbundenen Servicepartners. Mit anderen Worten wird eine erste zeitliche Entwicklung für jede Fahrzeugkomponente erfasst, besonders bevorzugt unter gleichzeitiger Erfassung des Betriebszustandes und/oder der Umgebungsbedingungen der Fahrzeugkomponente. Somit wird eine normale zeitliche Entwicklung der Arbeitspunkte, zumindest für definierte bestimmte Umgebungsbedingungen, erfasst. Gemäß dieser Durchführungsform erfolgt im
erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt eine Normalisierung der zweiten zeitlichen
Entwicklung basierend auf den im zweiten Zeitraum vorherrschenden Umgebungsbedingungen.
Ebenfalls bevorzugt umfasst der erste Zeitraum Ati eine vorbestimmte Anzahl erster von dem Fahrzeug zurückgelegter Streckenkilometer beziehungsweise die zum Zurücklegen dieser Streckenkilometer benötigte Zeit. Somit wird ein Anfangsbetrieb des Fahrzeugs zum Erstellen einer Datenbasis genutzt, die zum Ermitteln der im erfindungsgemäßen Verfahren genutzten ersten zeitlichen Entwicklung verwendet wird. Dabei kann das Ablegen der erfassten
Arbeitspunkte explizit in entsprechenden Datenfeldern oder implizit durch Anpassen der Koeffizienten eines selbstlernenden neuronalen Netzes erfolgen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist mithin auch unter Nutzung einer künstlichen Intelligenz beziehungsweise von maschinellem Lernen umsetzbar. Das gleiche gilt für den zuvor beschriebenen Testbetrieb.
Gemäß den vorgenannten Durchführungsformen sind die erfassten Arbeitspunkte des ersten Zeitraums At1 vorteilhaft mit hoher Sicherheit indikativ für einen normalen Betriebszustand der Fahrzeugkomponenten. Somit kann eine sehr sensible Überwachung der
Fahrzeugkomponenten realisiert werden. Ebenfalls bevorzugt handelt es sich bei dem ersten Zeitraum jedoch um einen gleitenden Zeitraum, der sich, zumindest abschnittsweise, über weite Teile oder sogar das gesamte Fahrzeugleben erstreckt. Mit anderen Worten erfolgt dann eine kontinuierliche Anpassung der ersten zeitlichen Entwicklung, um beispielsweise normale Alterungserscheinungen vorteilhaft besonders präzise Abbilden zu können.
In einer besonders bevorzugten Durchführungsform umfasst der erste Zeitraum Ati einen vergangenen Betrieb des Fahrzeugs und bildet die erste zeitliche Entwicklung der
Arbeitspunkte den vergangenen Betrieb des Fahrzeugs ab. Der vergangene Betrieb des Fahrzeugs ist dabei vorzugsweise über einen Zeitraum definiert, der um einen vorbestimmten zeitlichen Abstand vor dem aktuellen Zeitpunkt endete. Mit anderen Worten endete der vergangene Betrieb des Fahrzeugs stets eine vorbestimmte Zeit vor einem aktuellen Zeitraum. Demgemäß umfasst in dieser Durchführungsform der zweite Zeitraum Ak einen aktuell laufenden Betrieb des Fahrzeugs und bildet die zweite zeitliche Entwicklung der Arbeitspunkte den aktuellen Betrieb des Fahrzeugs ab. Der aktuell laufende Betrieb ist gemäß dieser
Durchführungsform definiert als der vorbestimmte zeitliche Abstand vor dem aktuellen Zeitpunkt und mithin ebenfalls als gleitendes Zeitfenster.
Gemäß dieser Durchführungsform erfolgt vorteilhaft eine fortlaufende kontinuierliche oder diskrete Erfassung der Arbeitspunkte und werden ebenso fortlaufend oder diskret die erste und zweite zeitliche Entwicklung fortlaufend für die gleitenden ersten und zweiten Zeiträume ermittelt. Gemäß dieser Durchführungsform wird vorteilhaft die gesamte Dynamik der
Arbeitspunkte im vergangenen Fahrzeugleben als typische Arbeitspunktentwicklung dieses Fahrzeugs erfasst. Somit werden insbesondere Alterungserscheinungen vorteilhaft sehr präzise abgebildet. Auch gemäß dieser Durchführungsform erfolgt vorteilhaft eine Korrektur der zeitlichen Entwicklungen und/oder der erfassten Arbeitspunkte anhand ebenfalls erfasster Umgebungsbedingungen. Beispielsweise wird die Leistungsaufnahme beziehungsweise der Arbeitspunkt eines Klimageräts anhand einer Außentemperatur des Fahrzeugs skaliert.
In einer ebenfalls bevorzugten Durchführungsform werden sowohl der erste Zeitraum Ati als auch der zweite Zeitraum At2 als gleitende Zeitfenster mit variablem Anfangs- und Endpunkt ermittelt. Mit anderen Worten beginnt der erste Zeitraum Ati um einen vorbestimmten ersten zeitlichen Abstand Ati,i vor dem aktuellen Zeitpunkt ta und endet an einem vorbestimmten zweiten zeitlichen Abstand Ati,2 vor dem aktuellen Zeitpunkt. Der erste Zeitraum ist mithin definiert als der Zeitraum zwischen (ta-Ati ,2) - (ta-Ati,i), mithin als Atu - Ati,2. Der zweite Zeitraum beginnt gemäß dieser Durchführungsform um den vorbestimmten zweiten zeitlichen Abstand Ati ,2= At2,i vor dem aktuellen Zeitpunkt, also zum Zeitpunkt (ta-Ati ,2), und endet an dem aktuellen Zeitpunkt ta. Diese Durchführungsform ermöglicht vorteilhaft eine implizite Abbildung
wechselnder Umgebungsbedingungen mittels der gleitenden Zeitfenster. Ferner wird auch ein allmähliches Altern der Fahrzeugkomponenten implizit abgebildet, da das Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwerts durch die Differenz der zeitlichen Entwicklungen gemäß dieser Durchführungsform nur bei signifikanten Veränderungen der zeitlichen Entwicklungen erfolgt, wohingegen stetige Änderungen in der Regel nicht zu einer Fehlermeldung führen werden.
Ferner bevorzugt wird eine Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer variablen Auswahl der oben genannten vorbestimmten zeitlichen Abstände. Besonders bevorzugt erfolgt eine Neuauswahl des ersten und zweiten vorbestimmten zeitlichen Abstands in Abhängigkeit der ersten zeitlichen Entwicklung. Dabei wird beispielsweise ein aktueller Trend der zeitlichen Entwicklung berücksichtigt, gegebenenfalls angesichts herrschender
Umgebungsbedingungen. Beispielsweise wird ein erster Zeitraum Ati neu gestartet, wenn ein allmählicher positiver Anstieg eines Arbeitspunkts (beziehungsweise Leistungsaufnahme) von einem allmählichen negativen Anstieg des Arbeitspunkts (Leistungsaufnahme) abgelöst wird, insbesondere wenn dies mit einem Wechsel der Umgebungsbedingungen einhergeht. So kann eine Leistungsaufnahme eines Klimageräts bei steigenden Außentemperaturen steigen und bei fallenden Außentemperaturen fallen, ohne dass ein fehlerhafter Betriebszustand vorliegt. Durch Neustart des ersten Zeitraums zu oder kurz nach dem Zeitpunkt eines solchen Wechsels des langfristigen Trends der Arbeitspunkte (Leistungsaufnahme) wird vorteilhaft ein aktueller Trend abgebildet und ein frühzeitiges Auslösen einer Fehlermeldung, beispielsweise durch einen Wechsel eines allmählichen Abstiegs hin zu einem signifikanten Anstieg, vermieden.
Ferner bevorzugt erfolgt im erfindungsgemäßen Verfahren ein Abgleich beziehungsweise ein Skalieren der erfassten Arbeitspunkte und/oder der ermittelten zeitlichen Entwicklung anhand von Nutzereinstellungen bezüglich der jeweiligen Fahrzeugkomponente. Beispielsweise ist eine Leistungsaufnahme eines Klimageräts bei konstanten Außentemperaturen umso höher, je
größer die vom Nutzer gewünschte Temperaturdifferenz zur Außentemperatur ist. Offensichtlich kann also ein plötzlicher Anstieg der Leistungsaufnahme durch einen geänderten Nutzerwunsch ausgelöst werden, was im erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend berücksichtigt wird.
Das Berücksichtigen solcher Nutzereinstellungen stellt eine einfache Programmieraufgabe dar.
In einer ferner bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt dieses nur zum Teil in dem Fahrzeug selbst. In jedem Fall erfolgt das Erfassen der
Arbeitspunkte in dem ersten und zweiten Zeitraum in dem Fahrzeug, besonders bevorzugt mittels der Stromverteilereinheit, wie obenstehend beschrieben. Andere Teilschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie beispielsweise das Ermitteln der zeitlichen Entwicklungen, deren Vergleich und/oder das Ausgeben der Fehlermeldung sind ebenso bevorzugt an einen Netzwerkserver ausgelagert, um die Auslastung der lokalen Rechengeräte zu verringern.
Gemäß diesen Durchführungsformen weist das Verfahren ferner bevorzugt das Übermitteln der erfassten Arbeitspunkte der Fahrzeugkomponenten, der zeitlichen Entwicklungen der
Arbeitspunkte und/oder des Vergleichsergebnisses an den Netzwerkserver auf. Gemäß dieser Durchführungsform weist das erfindungsgemäße Verfahren ferner bevorzugt das Empfangen der vom Netzwerkserver anhand der erfassten Werte ermittelten zeitlichen Entwicklungen, des vom Netzwerkserver ermittelten Vergleichsergebnisses und/oder der vom Netzwerkserver ausgegebenen Fehlermeldung auf. Ferner bevorzugt weist das erfindungsgemäße Verfahren auch im Fall einer lokalen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Schritte des Übermitteins der erfassten Arbeitspunkte, der ermittelten zeitlichen Entwicklungen und/oder der ermittelten Fehlermeldungen an einen Netzwerkserver auf. Dies ermöglicht dem
Netzwerkserver, der bevorzugt von einem Fahrzeughersteller oder dessen Servicepartner betrieben wird, das Durchführen einer vorausschauenden Wartung ( predictive maintenance). Dabei kann beispielsweise auf Probleme einer Baureihe von Fahrzeugkomponenten
geschlossen werden, wenn Fehlermeldungen von vielen Fahrzeugen empfangen werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere einen zum Durchführen der Schritte eines Fahrzeugs im erfindungsgemäßen Verfahren eingerichteten
Personenkraftwagen mit Verbrennungs-, Elektro- oder Hybridmotor. Das Fahrzeug weist eine Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten, insbesondere eine Mehrzahl elektrisch betriebener Fahrzeugkomponenten auf. Bei den Fahrzeugkomponenten handelt es sich entweder um Fahrzeugkomponenten mit eigener intelligenter Steuerung, beispielsweise ein Klimagerät, oder auch um einfachere Fahrzeugkomponenten, beispielsweise einen Scheibenwischermotor. Auf die Ausgestaltung der Steuerungseinheiten der Komponenten kommt es vorteilhaft nicht an.
Das Fahrzeug weist ferner eine zur elektrischen Versorgung von zumindest einer Fahrzeugkomponente eingerichtete Stromverteilereinheit (ePDU) auf. Die Stromverteilereinheit ist insbesondere zwischen eine Energiequelle, beispielsweise ein Batteriesystem, und zumindest eine Fahrzeugkomponente geschaltet. Die Stromverteilereinheit weist dazu bevorzugt einen mit der Energiequelle verbundenen Eingang und eine Mehrzahl mit den Fahrzeugkomponenten verbundener Ausgänge auf. Die Stromverteilereinheit steuert und/oder regelt die Leistungsverteilung auf die verschiedenen Ausgänge mit einer Mehrzahl von
Halbleiterschaltern, insbesondere aus Leistungstransistoren gebildeten Halbleiterschaltern, die zwischen den Eingang und die Ausgänge der Stromverteilereinheit geschaltet sind.
Die Stromverteilereinheit ist somit zur Realisierung von Schalt- und Relaisfunktionen ausgebildet. Die Stromverteilereinheit ist ferner dazu ausgebildet, für jeden Ausgang die diesem zugewiesene Spannung und/oder den diesem zugewiesenen Strom zu messen. Somit ist die Stromverteilereinheit zum Erfassen und Kontrollieren von den auf die einzelnen Ausgänge geschalteten Strömen und/oder Spannungen, und bevorzugt von der den Ausgängen zugewiesenen elektrischen Leistung, ausgebildet. Die Stromverteilereinheit ist ferner dazu ausgebildet, die Strom- und Spannungsmesswerte an eine Steuereinheit zu übermitteln, damit diese die Leistungsaufnahme der an die Ausgänge angeschlossenen Fahrzeugkomponenten ermitteln kann. Alternativ ist die Stromverteilereinheit selbst zum Ermitteln der
Leistungsaufnahme der einzelnen Fahrzeugkomponenten ausgebildet.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist ferner ein zur Kommunikation mit einem
Netzwerkserver eingerichtetes (erstes) Kommunikationsmodul auf. Das Kommunikationsmodul ist insbesondere zur Kommunikation über eine Luftschnittstelle, beispielsweise ein
Mobilfunknetz (4G, 5G), WLAN oder dergleichen eingerichtet. Das Kommunikationsmodul ist ferner bevorzugt zur Kommunikation mit anderen Fahrzeugen, einer smarten Infrastruktur und/oder mobilen Endgeräten eines Nutzers eingerichtet und ausgebildet.
Das Fahrzeug weist ferner eine Steuereinheit auf, die dafür eingerichtet ist, die Schritte des Fahrzeugs im erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführen. Die Steuereinheit ist dabei dazu ausgebildet, die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens selbst durchzuführen oder andere Bauteile des Fahrzeugs zum Durchführen der Schritte anzusteuern. Die Steuereinheit ist insbesondere dazu ausgebildet, mittels der Stromverteilereinheit die Arbeitspunkte der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten über einen ersten Zeitraum Ati zu erfassen und, anhand der erfassten Werte, eine erste zeitliche Entwicklung der Mehrzahl von Arbeitspunkten im ersten Zeitraum Ati zu ermitteln. Die Steuereinheit ist ferner dazu ausgebildet, mittels der
Stromverteilereinheit die Arbeitspunkte der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten über einen zweiten Zeitraum At2 zu erfassen und, anhand der erfassten Werte, eine zweite zeitliche Entwicklung der Mehrzahl von Arbeitspunkten im zweiten Zeitraum At2 zu ermitteln.
Die Steuereinheit ist ferner dazu ausgebildet, die erste zeitliche Entwicklung und die zweite zeitliche Entwicklung der Arbeitspunkte der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten zu
vergleichen und eine Fehlermeldung bezüglich einer Fahrzeugkomponente auszugeben, sofern die zweite zeitliche Entwicklung des Arbeitspunkts dieser Fahrzeugkomponente um mehr als einen vorbestimmten Grenzwert von der ersten zeitlichen Entwicklung des Arbeitspunkts dieser Fahrzeugkomponente abweicht. Alternativ bevorzugt ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, mittels des Kommunikationsmoduls die erfassten Arbeitspunkte, die daraus ermittelten zeitlichen Entwicklungen, die Vergleichsergebnisse der ersten und zweiten zeitlichen
Entwicklung und/oder die Fehlermeldung zu einer Fahrzeugkomponente an einen
Netzwerkserver zu übermitteln. Ebenso bevorzugt ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, mittels des Kommunikationsmoduls die ermittelten zeitlichen Entwicklungen, Vergleichserlebnisse zu den ermittelten zeitlichen Entwicklungen und/oder eine Fehlermeldung zu einer
Fahrzeugkomponente von dem Netzwerkserver zu empfangen. Mit anderen Worten können, abgesehen von dem Erfassen der Arbeitspunkte durch die Stromverteilereinheit, die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auch verteilt in einem erfindungsgemäßen System, aufweisend das erfindungsgemäße Fahrzeug und einen Netzwerkserver, durchgeführt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren einer Steuereinheit eines Fahrzeugs, welches eine zur elektrischen Versorgung von zumindest einer Fahrzeugkomponente eingerichtete Stromverteilereinheit (ePDU), ein zur Kommunikation mit einem Netzwerkserver eingerichtetes (erstes) Kommunikationsmodul und eine Steuereinheit aufweist, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist: Erfassen von Arbeitspunkten einer Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten über einen ersten Zeitraum Ah und Ermitteln einer ersten zeitlichen Entwicklung der Mehrzahl von Arbeitspunkten im ersten Zeitraum Ati, Erfassen von Arbeitspunkten der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten über einen zweiten Zeitraum At2 und Ermitteln einer zweiten zeitlichen Entwicklung der Mehrzahl von Arbeitspunkten im zweiten Zeitraum At2, Vergleich der ersten zeitlichen Entwicklung und der zweiten zeitlichen Entwicklung der Arbeitspunkte der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten und Ausgabe einer Fehlermeldung bezüglich einer Fahrzeugkomponente deren zweite zeitliche Entwicklung des Arbeitspunkts um mehr als einen vorbestimmten Grenzwert von deren erster zeitlicher Entwicklung des
Arbeitspunkts abweicht. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer, wie
beispielsweise eine Steuereinheit eines Fahrzeugs, diesen veranlassen, die vorgenannten Schritte des Fahrzeugs im erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Netzwerkserver, beispielsweise einen Netzwerkserver eines Fahrzeugherstellers oder eines Servicepartners. Der
erfindungsgemäße Netzwerkserver weist ein zur Datenkommunikation mit einer Mehrzahl von Fahrzeugen und/oder mobilen Endgeräten eingerichtetes (zweites) Kommunikationsmodul und eine (zweite) Steuereinheit auf. Dabei ist die (zweite) Steuereinheit des Netzwerkservers dafür eingerichtet, die Schritte des Netzwerkservers im erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführen. Die zweite Steuereinheit ist insbesondere zum Durchführen der folgenden Schritte ausgebildet: Empfangen von Arbeitspunkten einer Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten eines Fahrzeugs über einen ersten Zeitraum Ati und Ermitteln einer ersten zeitlichen Entwicklung der Mehrzahl von Arbeitspunkten im ersten Zeitraum Ati, Empfangen von Arbeitspunkten der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten eines Fahrzeugs über einen zweiten Zeitraum At2 und Ermitteln einer zweiten zeitlichen Entwicklung der Mehrzahl von Arbeitspunkten im zweiten Zeitraum At2, Vergleich der ersten zeitlichen Entwicklung und der zweiten zeitlichen Entwicklung der
Arbeitspunkte der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten, und Ausgabe einer Fehlermeldung bezüglich einer Fahrzeugkomponente deren zweite zeitliche Entwicklung des Arbeitspunkts um mehr als einen vorbestimmten Grenzwert von deren erster zeitlicher Entwicklung des
Arbeitspunkts abweicht. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer, wie beispielsweise eine Steuereinheit eines Netzwerkservers, diesen veranlassen, die
vorgenannten Schritte des Fahrzeugs im erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren eines Netzwerkservers zum Warten von Fahrzeugkomponenten von ein oder mehreren Fahrzeugen. Dabei weist das Verfahren des Netzwerkservers zumindest die folgenden Verfahrensschritte auf: Empfangen von Arbeitspunkten einer Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten eines Fahrzeugs über einen ersten Zeitraum Ati und Ermitteln einer ersten zeitlichen Entwicklung der Mehrzahl von
Arbeitspunkten im ersten Zeitraum Ati, Empfangen von Arbeitspunkten der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten eines Fahrzeugs über einen zweiten Zeitraum At2 und Ermitteln einer zweiten zeitlichen Entwicklung der Mehrzahl von Arbeitspunkten im zweiten Zeitraum At2, Vergleich der ersten zeitlichen Entwicklung und der zweiten zeitlichen Entwicklung der
Arbeitspunkte der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten, Ausgabe einer Fehlermeldung bezüglich einer Fahrzeugkomponente deren zweite zeitliche Entwicklung des Arbeitspunkts um
mehr als einen vorbestimmten Grenzwert von deren erster zeitlicher Entwicklung des Arbeitspunkts abweicht. Alternativ bevorzugt ist die Steuereinheit des Netzwerkservers dazu ausgebildet, mittels des Kommunikationsmoduls die aus den erfassten Arbeitspunkten von dem Fahrzeug ermittelten zeitlichen Entwicklungen, die daraus von dem Fahrzeug ermittelten Vergleichsergebnisse der ersten und zweiten zeitlichen Entwicklung und/oder die von dem Fahrzeug anhand des Vergleichs ermittelte Fehlermeldung zu einer Fahrzeugkomponente von dem Fahrzeug zu empfangen. Ebenso bevorzugt ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, mittels des Kommunikationsmoduls die ermittelten zeitlichen Entwicklungen, die ermittelten
Vergleichserlebnisse zu den ermittelten oder empfangenen zeitlichen Entwicklungen und/oder eine ermittelte Fehlermeldung zu einer Fahrzeugkomponente an das Fahrzeug zu senden.
Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgegebene Fehlermeldung zu zumindest einer Fahrzeugkomponente wird im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise an das zumindest eine Fahrzeug übermittelt, in dem die bestimmte Fahrzeugkomponente angeordnet ist, sofern sie nicht von dem Fahrzeug selbst ausgegeben worden ist. Ferner bevorzugt wird die von dem Fahrzeug ermittelte oder empfangene Fehlermeldung in dem Fahrzeug ausgegeben, beispielsweise über einen Bildschirm eines Infotainmentsystems oder mittels einer
Fehlerwarnleuchte. Ebenfalls bevorzugt bewirkt die von dem Fahrzeug empfangene oder ermittelte Fehlermeldung die Abschaltung der Fahrzeugkomponente, insofern es sich nicht um eine kritische Fahrzeugkomponente handelt. Beispielsweise wird eine Heckscheibenheizung abgeschaltet, sofern eine atypische Veränderung von deren Arbeitspunkt ermittelt wird.
Alternativ oder zusätzlich wird die Fehlermeldung von dem Fahrzeug oder dem Netzwerkserver bevorzugt an ein mobiles Endgerät eines Nutzers des zumindest einen Fahrzeugs ausgegeben. Dies ist insbesondere bei auch im Stand beziehungsweise während des Parkens des
Fahrzeugs aktiven Fahrzeugkomponenten sinnvoll, wie beispielsweise bei der Laderegelung oder der Standklimatisierung der Fahrzeuge. Somit kann beispielsweise ein Nutzer, der eine Klimatisierung für ein im Fahrzeug verbliebendes Haustier aktiviert hat, über eine Fehlfunktion der Klimaanlage informiert werden. Ebenfalls bevorzugt wird die von dem Fahrzeug ermittelte Fehlermeldung an den Netzwerkserver oder dessen Servicepartner übermittelt. Somit steht die Information zum fehlerhaften Betriebszustand der Fahrzeugkomponente dem Betreiber des Netzwerkservers oder dessen Servicepartner ferner für eine prädikative Wartung ( predictive maintenance ) zur Verfügung. Dabei wird auf gehäuft auftretende unzulässige beziehungsweise unsichere Betriebszustände von Fahrzeugkomponenten in verschiedenen Fahrzeugen durch eine konzertierte Aktion reagiert, beispielsweise durch einen Wartungsaufruf oder Rückruf.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein System aus einem
erfindungsgemäßen Netzwerkserver, wie obenstehend beschrieben, und einem Fahrzeug, wie obenstehend beschrieben. Vorteilhaft können alle Verfahrensschritte und Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens in dem erfindungsgemäßen System verwirklicht werden.
Bevorzugte Weiterbildungen des Fahrzeugs, des Netzwerkservers, des Verfahrens des Netzwerkservers, der Computerprogramme und des Systems entsprechen den oben mit Bezug zum erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten bevorzugten Durchführungsformen.
Die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können durch elektrische oder elektronische Bauteile oder Komponenten (Hardware), durch Firmware (ASIC) implementiert sein oder durch beim Ausführen eines geeigneten Programms (Software) verwirklicht werden. Ebenfalls bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren durch eine Kombination von Hardware, Firmware und/oder Software verwirklicht, beziehungsweise implementiert.
Beispielsweise sind einzelne Komponenten zum Durchführen einzelner Verfahrensschritte als separat integrierter Schaltkreis ausgebildet oder auf einem gemeinsamen integrierten
Schaltkreis angeordnet. Einzelne zum Durchführen einzelner Verfahrensschritte eingerichtete Komponenten sind ferner bevorzugt auf einem (flexiblen) gedruckten Schaltungsträger (FPCB/PCB), einem Tape Carrier Package (TCP) oder einem anderen Substrat angeordnet.
Die einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ferner bevorzugt als ein oder mehrere Prozesse ausgebildet, die auf einem oder mehreren Prozessoren in einem oder mehreren elektronischen Rechengeräten laufen und beim Ausführen von einem oder mehreren Computerprogrammen erzeugt werden. Die Rechengeräte sind dabei bevorzugt dazu ausgebildet, mit anderen Komponenten, beispielsweise einem Kommunikationsmodul, und gegebenenfalls einem oder mehreren Sensoren zusammenzuarbeiten, um die hierin beschriebenen Funktionalitäten zu verwirklichen. Die Anweisungen der Computerprogramme sind dabei bevorzugt in einem Speicher abgelegt, wie beispielsweise einem RAM-Element. Die Computerprogramme können jedoch auch in einem nicht- flüchtigen Speichermedium, wie beispielsweise einer CD-ROM, einem Flash-Speicher oder dergleichen abgelegt sein.
Dem Fachmann ist ferner ersichtlich, dass die Funktionalitäten von mehreren Computern (Datenverarbeitungsgeräten) kombiniert oder in einem einzigen Gerät kombiniert sein können oder dass die Funktionalität von einem bestimmten Datenverarbeitungsgerät auf eine Vielzahl von Geräten verteilt vorliegen kann, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, ohne von dem erfindungsgemäßen Verfahren abzuweichen.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen
Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems aus einem erfindungsgemäßen Fahrzeug und einem Netzwerkserver gemäß einer Ausführungsform;
Figur 2 eine schematische Darstellung der zeitlichen Veränderung des Arbeitspunkts einer Fahrzeugkomponente; und
Figur 3 ein Ablaufdiagramm eines im erfindungsgemäßen Systems durchgeführten erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer Durchführungsform.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems 100 aus einem erfindungsgemäßen Fahrzeug 10, das mit einem erfindungsgemäßen Netzwerkserver 70 kommuniziert. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet dabei ein Blockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugs 10, insbesondere eines zweispurigen Fahrzeugs mit Verbrennungs-, Elektro- oder Hybridmotor. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Vielzahl erster Sensoren, insbesondere einen ersten Sensor 11 , einen zweiten Sensor 12 und einen dritten Sensor 13. Die ersten Sensoren 11 , 12, 13 sind eingerichtet zum Erfassen von Umgebungsdaten des Fahrzeugs 10 und umfassen beispielsweise eine Kamera zum Erfassen eines Bildes einer das Fahrzeug 10 unmittelbar umgebenden Umwelt, Abstandssensoren, wie beispielsweise Ultraschallsensoren oder LI DAR, zum Erfassen von Abständen zu das Fahrzeug 10 umgebenden Objekten. Die ersten Sensoren 11 , 12, 13 übertragen die von ihnen erfassten Umgebungssignale an eine erste Steuereinheit 40 und an ein Fahrsystem 30 des Fahrzeugs 10.
Das Fahrzeug 10 weist ferner eine Mehrzahl zweiter Sensoren, insbesondere einen vierten Sensor 51 , einen fünften Sensor 52, und einen sechsten Sensor 53 auf. Bei den zweiten Sensoren 51 , 52, 53 handelt es sich um Sensoren zum Ermitteln von das Fahrzeug 10 selbst betreffenden Zustandsdaten, wie beispielsweise aktuelle Lage- und Bewegungsinformationen des Fahrzeugs 10. Bei den zweiten Sensoren handelt es sich folglich beispielsweise um Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren, Neigungssensoren, Sensoren zum Messen einer Eintauchtiefe eines Stoßdämpfers, Raddrehzahlsensoren oder dergleichen. Die
zweiten Sensoren 51 , 52, 53 übermitteln die von ihnen erfassten Zustandssignale an die erste Steuereinheit 40 des Fahrzeugs 10. Darüber hinaus übermitteln die zweiten Sensoren 51 , 52,
53 ihre Messergebnisse unmittelbar an ein Fahrsystem 30 des Fahrzeugs 10.
Das Fahrzeug 10 weist ferner ein erstes Kommunikationsmodul 20 mit einem Speicher 21 und einem oder mehreren Transpondern beziehungsweise Sendeempfängern 22 auf. Bei den Transpondern 22 handelt es sich um einen Funk-, WLAN-, GPS- oder Bluetooth- Sendeempfänger oder dergleichen. Der Transponder 22 kommuniziert mit dem internen Speicher 21 des ersten Kommunikationsmoduls 20, beispielsweise über einen geeigneten Datenbus. Das erste Kommunikationsmodul 20 kommuniziert auch mit der ersten Steuereinheit 40. Darüber hinaus ist das erste Kommunikationsmodul 20 dafür eingerichtet, mit einem mobilen Netzwerkserver 70, insbesondere einem Backendserver eines Fahrzeugherstellers oder dessen Servicepartners, zu kommunizieren. Das erste Kommunikationsmodul 20 ist ferner dafür eingerichtet, mit einem Fahrzeug 64 zu kommunizieren, das ebenso ausgebildet ist wie das Fahrzeug 10. Das Kommunikationsmodul 20 ist ferner dafür eingerichtet, mit einem mobilen Endgerät 63 und mit einer elektrischen Ladestation 62 zu kommunizieren. Die Kommunikation erfolgt dabei insbesondere über eine Drahtlosschnittstelle, beispielsweise über WLAN, ein Mobilfunknetz (4G oder 5G) Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation und dergleichen.
Das Fahrzeug 10 weist ferner das Fahrsystem 30 auf, das zum vollständig automatischen Fährbetrieb, insbesondere zur Längs- und Querführung, des Fahrzeugs 10 eingerichtet ist. Das Fahrsystem 30 weist ein Navigationsmodul 32 auf, das zum Berechnen von Routen zwischen einem Start- und einem Zielpunkt und zum Ermitteln der entlang dieser Route vom Fahrzeug 10 durchzuführenden Manöver eingerichtet ist. Das Navigationsmodul 32 ist ferner bevorzugt zum Durchführen spezifischer Manöver des Fahrzeugs 10 ausgebildet, wie beispielsweise Einpark- und Ausparkmanöver. Darüber hinaus umfasst das Fahrsystem 30 einen internen Speicher 31 , der mit dem Navigationsmodul 32 kommuniziert, beispielsweise über einen geeigneten
Datenbus. Die Funktionalität des Fahrsystems 30 wird von der Steuereinheit 40 kontrolliert.
Das Fahrzeug 10 weist ferner eine erste Steuereinheit 40 auf, welche zum Durchführen der Schritte des Fahrzeugs 10 im erfindungsgemäßen Verfahren eingerichtet ist. Dabei führt die Steuereinheit 40 die Schritte selbst durch oder steuert die anderen Komponenten des
Fahrzeugs 10 entsprechend an. Hierzu verfügt die erste Steuereinheit 40 über einen internen Speicher 41 und eine CPU 42, welche miteinander kommunizieren, beispielsweise über einen geeigneten Datenbus. Darüber hinaus steht die erste Steuereinheit 40 in
Kommunikationsverbindung mit zumindest den ersten Sensoren 11 , 12, 13, den zweiten
Sensoren 51 , 52, 53, dem ersten Kommunikationsmodul 20, dem Fahrsystem 30, den
Fahrzeugkomponenten (Heckscheibenheizung 35 und Scheibenwischermotor 38) und der Stromverteilereinheit 36, beispielsweise über eine oder mehrere jeweilige CAN-Verbindungen, eine oder mehrere jeweilige SPI-Verbindungen, oder andere geeignete Datenverbindungen.
Das Fahrzeug 10 weist ferner eine Heckscheibenheizung 35 und einen Scheibenwischermotor 38 auf, die gemäß dieser Ausführungsform als exemplarische Fahrzeugkomponenten des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert werden. Die Heckscheibenheizung 35 und die Scheibenwischermotoren 38 werden von einem Energiespeicher 37 mit elektrischer Energie versorgt, wie durch die schwarzen Pfeile in Figur 1 angedeutet. Die Energieversorgung erfolgt dabei über eine Stromverteilereinheit (ePDU) 36, die in einem elektrischen Bordnetz zwischen dem Energiespeicher 37 und der Heckscheibenheizung 35 sowie dem Scheibenwischermotor 38 angeordnet ist. Die Stromverteilereinheit 36 misst Daten zur Leistungsaufnahme der Heckscheibenheizung 35 und des Scheibenwischermotors 35, insbesondere zu den diesen Fahrzeugkomponenten 35, 38 bereitgestellten elektrischen Spannungen und Strömen.
Die Stromverteilereinheit 36 kommuniziert mit der Steuereinrichtung 40, insbesondere indem sie dieser Daten zu den Fahrzeugkomponenten, insbesondere zu deren Leistungsaufnahme, übermittelt. Ferner erfolgt die Funktion der Heckscheibenheizung 35 und der
Stromverteilereinheit 36 jeweils unter der Kontrolle der Steuereinheit 40, indem die
Steuereinheit 40 die dafür notwendigen Steuersignale an die Heckscheibenheizung 35 und den Scheibenwischermotor 38 beziehungsweise an die Stromverteilereinheit 36 übermittelt.
Der Netzwerkserver 70 weist eine zweite Steuereinheit 80 auf, welche zum Durchführen der Schritte des Netzwerkservers 70 im erfindungsgemäßen Verfahren eingerichtet ist. Hierzu verfügt die zweite Steuereinheit 80 über einen internen Speicher 81 und eine CPU 82, welche miteinander kommunizieren, beispielsweise über einen geeigneten Datenbus. Der
Netzwerkserver 70 weist ferner ein zweites Kommunikationsmodul 90 auf. Das zweite
Kommunikationsmodul 90 weist einen Speicher 92 und einen oder mehrere Transponder beziehungsweise Sendeempfänger 91 auf. Bei den Transpondern 91 handelt es sich um einen Funk-, WLAN-, GPS- oder Bluetooth-Sendeempfänger oder dergleichen. Der Transponder 91 kommuniziert mit dem internen Speicher 92 des zweiten Kommunikationsmoduls 90, beispielsweise über einen geeigneten Datenbus. Bevorzugt ist das zweite
Kommunikationsmodul 90 dazu eingerichtet, über ein 4G/5G Mobilfunknetz zu kommunizieren.
Die Ladestation 62 und das mobile Endgerät 63 weisen jeweils ebenfalls ein drittes beziehungsweise viertes Kommunikationsmodul und eine dritte beziehungsweise vierte
Steuereinheit auf und stehen in Kommunikationsverbindung mit dem Netzwerkserver 70 und dem Fahrzeug 10. Die Ladestation 62 weist ferner Mittel zum Laden des Energiespeichers 37 des elektrischen Fahrzeugs 10 auf. Die Ladestation 62 ist bevorzugt mit einer Energiequelle oder einem Energiespeicher, bevorzugt mit einem Stromnetz, verbunden.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der zeitlichen Veränderung des Arbeitspunkts einer Fahrzeugkomponente, insbesondere einer Heckscheibenheizung 35, eines Fahrzeugs 10 wie mit Bezug zur Figur 1 beschrieben. Wie in dem Diagramm der Figur 2 dargestellt, ist der Arbeitspunkt durch die von der jeweiligen Fahrzeugkomponente 35, 38 konsumierte Spannung und/oder durch den von der jeweiligen Fahrzeugkomponente 35, 38 konsumierten Strom, mithin also auch durch das Produkt U*l charakterisiert. Im Folgenden wird der in Figur 2 dargestellte zeitliche Verlauf des Arbeitspunkts der Heckscheibenheizung 35 mit Bezug zu dem in der Figur 3 dargestellten schematischen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.
Wie in Figur 2 ferner dargestellt, variiert der Arbeitspunkt der Heckscheibenheizung 35 mit der Zeit, obwohl in Figur 2 der Verlauf eines hinsichtlich von Umgebungsbedingungen und
Nutzereinstellungen normalisierten Arbeitspunkts einer Heckscheibenheizung 35 dargestellt ist. Mit anderen Worten, stellt das Diagramm den zeitlichen Verlauf des Arbeitspunkts der
Heckscheibenheizung 35 bei konstanten Umgebungsbedingungen und gleichbleibenden Nutzereinstellungen dar. Somit wäre prinzipiell ein zeitlich konstanter Arbeitspunkt der
Heckscheibenheizung zu erwarten.
Stattdessen zeigt jedoch das Erfassen der Arbeitspunkte der Heckscheibenheizung 36 in einem ersten Verfahrensschritt S100 einen kontinuierlichen Anstieg des Arbeitspunkts, mithin der Leistungsaufnahme, der Heckscheibenheizung 35 in einem ersten Zeitabschnitt Ati. Wie ein in Schritt S200 vorgenommenes Ermitteln einer ersten zeitlichen Entwicklung des Arbeitspunkts der Heckscheibenheizung 35 in dem ersten Zeitabschnitt Ati zeigt, ändert sich der Arbeitspunkt in dem ersten Zeitabschnitt Ati insgesamt um eine Differenz AAPi. Eine erste zeitliche
Entwicklung des Arbeitspunkts der Heckscheibenheizung 35 ist somit durch den ersten
Differenzenquotienten AAPi/Ati charakterisiert. Dieser charakterisiert einen typischen beziehungsweise normalen Anstieg des Arbeitspunkts, der beispielsweise durch metallurgische Veränderungen in den Heizdrähten der Heckscheibenheizung 35 oder durch Beschädigungen verursachte Veränderungen der Querschnittsflächen der Heizdrähte bedingt ist.
Das Erfassen der Arbeitspunkte der Heckscheibenheizung 36 in einem auf den ersten
Zeitabschnitt Ati folgenden zweiten Zeitabschnitt At2 in Verfahrensschritt S300 zeigt einen drastischen Anstieg des Arbeitspunkts der Heckscheibenheizung 35. Dabei betrifft der zweite Zeitabschnitt At2 einen aktuellen Betrieb der Heckscheibenheizung 35, insbesondere ein Zeitfenster von 30 s vor einer aktuellen Zeit ta. Der erste Zeitabschnitt Ati umfasst zumindest Teile der vor diesem Zeitfenster At2 liegenden Betriebsdauer der Heckscheibenheizung 35. Ein Ermitteln einer zweiten zeitlichen Entwicklung des Arbeitspunkts der Heckscheibenheizung 35 in Schritt S400 ergibt, dass der Arbeitspunkt, mithin die Leistungsaufnahme in dem zweiten Zeitabschnitt At2 um die Differenz AAP2 ansteigt. Somit ergibt sich die zweite zeitliche
Entwicklung des Arbeitspunkts als der zweite Differenzenquotient AAP2/At2.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, übersteigt der zweite Differenzenquotient AAP2/At2 den ersten Differenzenquotienten AAPVAti signifikant und weicht insbesondere um mehr als einen vorbestimmten Grenzwert von dem ersten Differenzenquotienten ab. Dies ergibt ein in dem Schritt S500 durchgeführter Vergleich der ersten und zweiten zeitlichen Entwicklung. Dabei ist der vorbestimmte Grenzwert in diesem Beispiel über einen Faktor definiert, um den der zweite Differenzenquotient den ersten Differenzenquotient maximal übersteigen darf. Im dargestellten Fall beträgt dieser Faktor drei, wohingegen der zweite Differenzenquotient AAP2/At2 circa das Zehnfache des ersten Differenzenquotienten AAPVAti beträgt. Folglich wird im
erfindungsgemäßen Verfahren für den in der Figur 2 dargestellten Fall in Schritt S600 eine Fehlermeldung bezüglich der Heckscheibenheizung 35 ausgegeben.
Würde in dem Schritt S500 des erfindungsgemäßen Verfahrens hingegen ermittelt werden, dass der (AAP2/At2)/( AAPVAti) < 3 ist, würde das Verfahren erneut zu Schritt S100 übergehen, wobei die Arbeitspunkte des vormals zweiten Zeitabschnitts At2 nunmehr für dem ersten Zeitabschnitt AL und die erste zeitliche Entwicklung berücksichtigt werden würden. Nach einem Ablauf von 30s nach dem Ende von dem vormals zweiten Zeitabschnitts At2 würde erneut eine Messung von Arbeitspunkten in einem nunmehr neuen zweiten Zeitabschnitt At2 erfolgen.
Bezugszeichenliste Fahrzeug
erster Sensor
zweiter Sensor
dritter Sensor
Kommunikationsmodul
Speicher
Transponder
Fahrsystem
Speicher
Navigationsmodul
Heckscheibenheizung
Stromverteilereinheit
elektrischer Energiespeicher (Batteriesystem) Scheibenwischermotor
Steuereinheit
Speicher
CPU
vierter Sensor
fünfter Sensor
sechster Sensor
Satellit
Ladestation
mobiles Endgerät (Smartphone)
Netzwerkserver
Steuereinheit
Speicher
CPU
Kommunikationsmodul
Transponder
Speicher
System
Claims
1. Verfahren eines Fahrzeugs (10) zum Warten von Fahrzeugkomponenten (35, 38),
das Verfahren aufweisend die Verfahrensschritte:
Erfassen von Arbeitspunkten einer Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten (35, 38) über einen ersten Zeitraum Ati und Ermitteln erster zeitlicher Entwicklungen der Mehrzahl von Arbeitspunkten im ersten Zeitraum Ati;
Erfassen von Arbeitspunkten der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten (35, 38) über
einen zweiten Zeitraum At2 und Ermitteln zweiter zeitlicher Entwicklungen der Mehrzahl von Arbeitspunkten im zweiten Zeitraum At2;
Vergleich der ersten zeitlichen Entwicklungen und der zweiten zeitlichen Entwicklungen der Arbeitspunkte der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten (35, 38);
Ausgabe einer Fehlermeldung bezüglich einer Fahrzeugkomponente (35, 38) deren
zweite zeitliche Entwicklung des Arbeitspunkts um mehr als einen vorbestimmten Grenzwert von deren erster zeitlicher Entwicklung des Arbeitspunkts abweicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Arbeitspunkte aller Fahrzeugkomponenten (35, 38) von einer in dem Fahrzeug (10) verbauten Stromverteilereinheit (36) erfasst werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Zeitraum Ati einen Testbetrieb des Fahrzeugs (10) in einem Prüfstand und/oder eine vorbestimmte Anzahl erster von dem Fahrzeug (10) zurückgelegter Streckenkilometer umfasst.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Zeitraum Ati einen vergangenen Betrieb des Fahrzeugs (10) umfasst, die erste zeitliche Entwicklung der Arbeitspunkte den vergangenen Betrieb des Fahrzeugs (10) abbildet, der zweite Zeitraum At2 einen aktuell laufenden Betrieb des Fahrzeugs (10) umfasst und/oder die zweite zeitliche Entwicklung der Arbeitspunkte den aktuellen Betrieb des Fahrzeugs (10) abbildet.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend das Übermitteln der erfassten Arbeitspunkte der Fahrzeugkomponenten (35, 38), der zeitlichen
Entwicklungen der Arbeitspunkte und/oder der Fehlermeldung an einen
Netzwerkserver (70).
6. Fahrzeug (10), aufweisend eine Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten (35, 38), eine zur elektrischen Versorgung der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten (35, 38) eingerichtete Stromverteilereinheit (36); ein zur Kommunikation mit einem Netzwerkserver (70) eingerichtetes Kommunikationsmodul (20); und eine Steuereinheit (40),
wobei die Steuereinheit dafür eingerichtet ist:
mittels der Stromverteilereinheit (36) die Arbeitspunkte der Mehrzahl von
Fahrzeugkomponenten (35, 38) über einen ersten Zeitraum Ati zu erfassen und erste zeitliche Entwicklungen der Mehrzahl von Arbeitspunkten im ersten Zeitraum Ati zu ermitteln;
mittels der Stromverteilereinheit (36) die Arbeitspunkte der Mehrzahl von
Fahrzeugkomponenten (35, 38) über einen zweiten Zeitraum At2 zu erfassen und zweite zeitliche Entwicklungen der Mehrzahl von Arbeitspunkten im zweiten
Zeitraum At2 zu ermitteln;
die ersten zeitlichen Entwicklungen und die zweiten zeitlichen Entwicklungen der
Arbeitspunkte der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten (35, 38) zu vergleichen; und eine Fehlermeldung bezüglich einer Fahrzeugkomponente (35, 38) auszugeben, deren zweite zeitliche Entwicklung des Arbeitspunkts um mehr als einen vorbestimmten Grenzwert von deren erster zeitlicher Entwicklung des Arbeitspunkts abweicht.
7. Fahrzeug (10) nach Anspruch 6, wobei die Stromverteilereinheit (36) einen mit einem Energiespeicher (37) verbundenen Eingang, eine Mehrzahl mit Fahrzeugkomponenten verbundene Ausgänge und eine Vielzahl von zwischen den Eingang und die Ausgänge geschalteten Halbleiterschaltern aufweist und zum Erfassen und Kontrollieren von auf die einzelnen Ausgänge geschalteten Strömen und Spannungen ausgebildet ist.
8. Verfahren eines Netzwerkservers (70) zum Warten von Fahrzeugkomponenten (35, 38), das Verfahren aufweisend die Verfahrensschritte:
Empfangen von Arbeitspunkten einer Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten (35, 38) eines Fahrzeugs (10) über einen ersten Zeitraum Ati und Ermitteln erster zeitlicher Entwicklungen der Mehrzahl von Arbeitspunkten im ersten Zeitraum Ati;
Empfangen von Arbeitspunkten der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten (35, 38) eines Fahrzeugs (10) über einen zweiten Zeitraum At2 und Ermitteln zweiter zeitlicher Entwicklungen der Mehrzahl von Arbeitspunkten im zweiten Zeitraum At2;
Vergleich der ersten zeitlichen Entwicklungen und der zweiten zeitlichen Entwicklungen der Arbeitspunkte der Mehrzahl von Fahrzeugkomponenten (35, 38);
Ausgabe einer Fehlermeldung bezüglich einer Fahrzeugkomponente (35, 38) deren zweite zeitliche Entwicklung des Arbeitspunkts um mehr als einen vorbestimmten Grenzwert von deren erster zeitlicher Entwicklung des Arbeitspunkts abweicht.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Fehlermeldung:
an das zumindest eine Fahrzeug (10) übermittelt wird, in dem Fahrzeug (10) ausgegeben wird und/oder die Abschaltung der Fahrzeugkomponente (35) bewirkt; an ein mobiles Endgerät eines Nutzers des zumindest einen Fahrzeugs (10) ausgegeben wird; und/oder
an einen Servicepartner des Betreibers des Netzwerkservers (70) übermittelt wird.
10. Netzwerkserver (70), aufweisend ein zur Datenkommunikation mit einer Mehrzahl von Fahrzeugen (10) eingerichtetes Kommunikationsmodul (90) und eine zum Durchführen eines Verfahrens nach den Ansprüchen 8 und 9 eingerichtete Steuereinheit (80).
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