EP4288944A1 - System zum erfassen eines zustands einer fahrzeugkomponente - Google Patents

System zum erfassen eines zustands einer fahrzeugkomponente

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Publication number
EP4288944A1
EP4288944A1 EP22703274.5A EP22703274A EP4288944A1 EP 4288944 A1 EP4288944 A1 EP 4288944A1 EP 22703274 A EP22703274 A EP 22703274A EP 4288944 A1 EP4288944 A1 EP 4288944A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
data
designed
server computer
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22703274.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Dreiseitel
Timo Schröder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive Technologies GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Technologies GmbH filed Critical Continental Automotive Technologies GmbH
Publication of EP4288944A1 publication Critical patent/EP4288944A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G07C5/0808—Diagnosing performance data
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/008—Registering or indicating the working of vehicles communicating information to a remotely located station
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G07C5/0841—Registering performance data
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors

Definitions

  • the invention relates to a system for detecting a condition of a vehicle component of a vehicle for monitoring and assessing the integrity and traffic safety of the vehicle.
  • the road safety requirements of a vehicle and its systems are usually prescribed by law through regulations and standards. Compliance with these regulations is usually monitored at certain intervals as part of an inspection by authorized personnel from an official inspection body, such as TÜV or DEKRA in Germany. The inspection of the vehicle and its systems is usually carried out on site at the approved test center. The vehicle must therefore be presented to an inspector on a regular basis.
  • the system includes a server computer and a vehicle with the vehicle component.
  • the vehicle has a control computer for controlling the vehicle component and for acquiring vehicle data that describe the state of the vehicle component. Furthermore, the vehicle has a data transmission device for transmitting the vehicle data to the server computer.
  • the server computer is designed to receive the vehicle data and to evaluate the vehicle data. Furthermore, the server computer is designed to determine a state of the vehicle component by evaluating the vehicle data.
  • the vehicle data recorded by the control computer can preferably describe states of other vehicle components.
  • the vehicle data for these other vehicle components can also be transmitted from the control computer to the server computer for analysis purposes.
  • the vehicle components can be active components that can record their own condition and transmit it to the control computer in the form of vehicle data.
  • the control computer can query the vehicle data recorded by the active components and transmit it to the server computer.
  • the vehicle components can be designed as passive components that cannot detect their status themselves. These include, for example, shafts, wishbones and other components.
  • a vehicle can be authenticated by evaluating the vehicle data by the server computer, since the respective vehicle data of the vehicles depict a specific, individual behavior of each vehicle. Manipulation or falsification of the vehicle data is very difficult, since the data would have to be manipulated both on the server computer and in the vehicle itself in order to deceive the system.
  • the system thus enables clear and reliable vehicle authentication, which makes falsification of vehicle data and vehicle components almost impossible.
  • the server computer can be designed to, after analyzing the vehicle data, depending on the determined state of the vehicle component and/or an assembly of different vehicle components and/or the vehicle To generate command signal that is transmitted to the vehicle.
  • the control computer is designed to control the vehicle component and/or assembly as a function of the command signal. In this way, certain functionalities in the vehicle can be changed or deactivated in a targeted manner.
  • countermeasures can be taken, initiated by the server computer, depending on the determined state of a vehicle component and/or an assembly of several vehicle components and/or the vehicle, if this is necessary.
  • the server computer can generate a status description signal, which is transmitted to the vehicle, depending on the determined status of the vehicle component and/or an assembly of several vehicle components and/or the entire vehicle.
  • the state of the vehicle component and/or the assembly and/or the vehicle determined by the server computer can be displayed for a driver on a display device, for example a multimedia system.
  • the system includes a data processing device which is arranged outside of the server computer and outside of the vehicle.
  • the server computer can transmit the status description signal not only to the vehicle itself, but also to the data processing device.
  • the data processing device provides information that characterizes a status of the vehicle component and/or the assembly and/or the vehicle.
  • recommendations for necessary maintenance or information on a possible cause of the error can be provided.
  • the information can be provided both for a driver or vehicle owner and for service personnel of a vehicle maintenance company or a test center.
  • the information can be displayed on a PC, tablet or smartphone, for example.
  • the required computing power for determining the status of a vehicle component and/or an assembly of vehicle components and/or the entire vehicle is transmitted to a server computer on a backend side of the system.
  • the server computer used in the backend provides higher and usually more cost-effective computing power than if each vehicle were to evaluate the condition of its vehicle components itself.
  • the vehicle data is only recorded on a client side of the system by the vehicle's control computer in the vehicle itself can be determined by their analysis distinguishable vehicle system states that can be evaluated by the server computer.
  • the system enables intelligent monitoring of the vehicle and its internal systems, i.e. individual vehicle components/parts or more complex assemblies, with regard to road safety and compliance with prescribed regulations. Furthermore, the system enables an online assessment of the condition of individual vehicle components and assemblies. The system thus offers assistance in assessing the condition of a vehicle and, moreover, increases road safety by introducing countermeasures to eliminate errors or by switching off/deactivating vehicle systems.
  • Messages or information relating to the condition of individual vehicle components and/or assemblies of multiple vehicle components and/or the entire vehicle or tips and recommendations can be output on a front-end page of the system on devices used by a user of the system outside the vehicle will. These include, for example, smartphones, tablets or desktop PCs.
  • the user front end can also be integrated into the vehicle's multimedia system, for example.
  • the Information that characterizes the condition of a vehicle component and/or an assembly and/or the entire vehicle, or other information and recommendations is displayed on a screen of the multimedia system in the vehicle.
  • the status information transmitted by the server computer can also be used on the front end of the system as a basis for remote testing and acceptance of vehicles by official testers. Based on data analysis by the server computer on the backend of the system, digitized expert knowledge and continuous improvement in remote monitoring and evaluation over the life cycle of a vehicle system, reliable predictions can be made in terms of wear and tear and the likely occurrence of faults.
  • the evaluation results determined by the server computer on the backend side can be used for a large number of services. These include, for example, insurance bonus systems for "good vehicle care”.
  • the system can also be used by fleet management and leasing systems to assess a vehicle's value by predicting maintenance needs and to evaluate and improve the health of vehicle systems by continuously monitoring vehicles in the field.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a system for detecting a state of a vehicle component
  • FIG. 2 shows a classification of condition assessments of assemblies or individual vehicle components with regard to functionality and possible errors
  • FIG. 3 shows an exemplary classification of vehicle systems into assemblies and individual vehicle components
  • FIG. 4 a classification of states of vehicle components for different application purposes of the system.
  • the architecture of a system 1 for detecting a state of a vehicle component is shown in FIG.
  • the system comprises a server computer 100 on a backend side of the system and a vehicle 200 with a vehicle component 210 on a client side of the system.
  • the vehicle 200 can be, for example, a road or rail vehicle, such as a car or a train, or any other vehicle.
  • Vehicle 200 includes a control computer 220 for controlling vehicle component 210 and for acquiring vehicle data FD that describe a state of vehicle component 210 .
  • the vehicle also includes a data transmission device 230 for transmitting the vehicle data FD to the server computer 100 on the backend side of the system.
  • the server computer 100 is designed to receive the vehicle data FD and to evaluate the vehicle data.
  • the server computer 100 is designed in particular to determine a state of the vehicle component 210 by evaluating the vehicle data FD.
  • the server computer 100 is designed to carry out an authentication of the vehicle by evaluating the vehicle data FD. This is made possible by the fact that the vehicle data are individually different for each vehicle and thus represent a "fingerprint" of the vehicle.
  • the enabled authentication of a vehicle advantageously allows forgery or manipulation of the vehicle data and of the vehicle systems, for example unauthorized use of functions that are licensed for another vehicle, to be uncovered.
  • the control computer 220 on the client side of the system 1 is designed to acquire the vehicle data FD in such a way that the vehicle data also describe the states of other vehicle components 210 ′ that differ from the vehicle component 210 .
  • the server computer 100 on the backend side of the system is designed to determine not only a state of the vehicle component 210 but also the respective state of a large number of other vehicle components 210′ by evaluating the vehicle data FD.
  • the server computer 100 is designed to determine a state of an assembly 240 from the vehicle component 210 and the additional vehicle components 210 ′ or a state of the entire vehicle 200 .
  • the server computer 100 does not only consider the vehicle data of the individual vehicle components individually. Instead, the vehicle data from a large number of vehicle components 210, 210′ are evaluated together in order to obtain an emergent behavior of the vehicle components or an assembly from a large number of vehicle components.
  • the vehicle component 210 can be designed as an active component in such a way that the vehicle component provides the vehicle data for acquisition by the control computer. Such active components can detect their status themselves and transmit the vehicle data characterizing the status to the control computer 220 . At least one additional vehicle component 210′ can be designed as a passive component in such a way that the vehicle data is not provided by the additional vehicle component. Passive components therefore do not supply vehicle data characterizing their status to control computer 220.
  • server computer 100 is designed to evaluate the vehicle data FD transmitted to it by evaluating a status of one of the other (passive) vehicle components 210 ' to investigate.
  • the server computer 100 is designed in particular to evaluate the vehicle data FD to determine a condition of the vehicle component 210 and/or an assembly 240 of various vehicle components and/or a condition of the entire vehicle 200 with regard to roadworthiness and/or to determine or evaluate the fulfillment of a conformity requirement, for example conformity with legally prescribed traffic safety requirements, and/or a maintenance status and/or an integrity and/or the fulfillment of a safety requirement.
  • a conformity requirement for example conformity with legally prescribed traffic safety requirements, and/or a maintenance status and/or an integrity and/or the fulfillment of a safety requirement.
  • the control computer 220 on the client side of the system may include one or more computer processors located in the vehicle 200 .
  • the control computer 220 is designed to capture all of the vehicle data from a large number of vehicle components that are required in order for the server computer on the backend side of the system to determine the roadworthiness, conformity with a requirement profile, the maintenance status, the integrity and ultimately the assess the overall safety of the vehicle.
  • the vehicle data is obtained on the client side of the system from time-synchronized signals from measuring or sensor systems, for example acceleration sensors, gyroscopes, wheel speed sensors, pressure sensors, temperature sensors, torque sensors, inside the vehicle.
  • the time-synchronous provision of the vehicle data for the server computer 100 can take place by providing the recorded vehicle data with time stamps, so that the server computer 100 on the backend side can correctly classify the vehicle data transmitted to it in chronological order.
  • the vehicle data can be sub-filtered as raw data or already pre-processed, for example filtered or changed in some other way, or else are transmitted to the server computer 100 in compressed form for the purpose of bandwidth reduction.
  • the vehicle data can be transmitted from the control computer 220 using the data transmission device 230, for example wirelessly via a defined standard (LTE, G5, etc.) to the server computer 100 on the back end of the system.
  • the vehicle data can be transmitted from the control computer 220 to the back end of the system either continuously or after a previous query by the server computer 100 .
  • server computer 100 can be configured to send a command signal KS depending on the determined state of vehicle component 210 and/or assembly 240 made up of different vehicle components and/or depending on the determined state of vehicle 200 generate and transmit the command signal KS to the vehicle 200 .
  • the data transmission device 230 on the client side is designed to receive the command signal KS.
  • Control computer 220 is designed to change a state of vehicle component 210 and/or assembly 240 as a function of command signal KS.
  • server computer 100 to initiate measures on the client side of the system, depending on an assessment of the condition of a vehicle component and/or an assembly made up of several vehicle components and/or the entire vehicle, in order to ensure the traffic safety of the vehicle Vehicle 200 to ensure.
  • the measures taken include, for example, countermeasures to troubleshoot vehicle components, the controlled deactivation of certain vehicle functions, such as automated driving functions, the implementation of software updates, the activation/deactivation of a motor, etc.
  • the server computer According to a further embodiment of the system, the server computer
  • a state description signal ZS which contains a description of the determined state of the vehicle component and / or the assembly and / or the entire vehicle.
  • the server computer 100 can be designed to transmit the status description signal ZS to the vehicle 200 . Furthermore, the data transmission device 230 in the vehicle can be designed to receive the status description signal ZS.
  • a display device 250 can be arranged in the vehicle 200 on a front-end side of the system 1 .
  • Control computer 200 is designed to display a message on display device 250 as a function of status description signal ZS.
  • messages related to the analysis and evaluation of the vehicle data by the server computer 100 can be displayed, for example, on on-board systems within the vehicle 200 .
  • the server computer 100 can be designed to store the transmitted vehicle data over a (longer) period of time.
  • the server computer 100 can be designed in particular to create data characterizing a vehicle profile of a vehicle by evaluating the vehicle data FD stored over the period of time.
  • the data characterizing the vehicle profile can contain vehicle configuration-specific data and/or user-specific data and/or wear-specific data and/or data describing a dynamic behavior of a vehicle component and/or an assembly.
  • the server computer 100 thus continuously collects vehicle data transmitted by the vehicle 200, which reflects a vehicle history and from which a vehicle profile can be determined.
  • vehicle data transmitted by the vehicle 200 which reflects a vehicle history and from which a vehicle profile can be determined.
  • the recorded vehicle data and the vehicle profile characterizing data of a variety of vehicles 200 can be stored and updated by the server computer 100 on the backend side of the system.
  • the server computer 100 is designed to compare the transmitted vehicle data FD with the vehicle data stored over the (longer) period of time and/or the data characterizing the vehicle profile and, on the basis of the comparison, to determine the state of the vehicle component 210 and/or the assembly 240 and/or or of the vehicle 200 to be determined. By evaluating the currently received vehicle data and by comparing this current data with the recorded historical and vehicle-specific data stored on the backend side, the server computer 100 can thus evaluate the integrity of the individual vehicle components or assemblies. In addition, the server computer 100 can determine the probability of a component failure, a critical state of wear of a vehicle component or an illegal manipulation of a vehicle component.
  • a critical event for example wear, manipulation or a fault in a vehicle component or assembly
  • a corresponding command signal KS or a status description signal ZS can be sent to control computer 220 on the client side of the system.
  • the system 1 has a data processing device 300 on the front end of the system, which is arranged outside of the server computer 100 and outside of the vehicle 200 .
  • the data processing device 300 is designed to receive the status description signal ZS and to provide information as a function of the status description signal. With the help of the status description signal ZS, information can be structured and processed by the server computer 100 in order to be transmitted to the front end of the system 1 depending on the application.
  • the data processing device 300 on the front end of the system can be, for example, a smartphone, a tablet or a user's PC.
  • information about the status of a vehicle component and/or an assembly and/or the vehicle can be displayed on one of these devices. Furthermore, additional information regarding necessary vehicle maintenance, possible countermeasures to eliminate incidents or information regarding a recommended vehicle service, etc. can also be displayed.
  • the information can be displayed or made available on the front-end side of the system via the data processing device 300 to a driver or vehicle owner, or also to the service staff of a workshop or to an official inspector of an authorized inspection agency.
  • the data processing device 300 on the front end of the system can thus be used for vehicle inspection, in particular a remote inspection of the vehicle based on the collected vehicle data and their analysis by an official test center.
  • the server computer 100 observes the change in status of all safety-relevant vehicle components.
  • the server computer 100 is designed to calculate data that characterize the expected behavior of the vehicle component 210 and/or the assembly 240.
  • Server computer 100 is designed to determine the state of vehicle component 210 and/or assembly 240 and/or vehicle 200 by server computer 100 comparing the data characterizing the expected behavior with the transmitted vehicle data FD.
  • the actual, measured behavior of the various vehicle components can be determined by server computer 100 from vehicle data FD transmitted by vehicle 200 .
  • the expected behavior is also determined by the server computer 100 from the transmitted vehicle data FD with the help determined by mathematical models.
  • the mathematical models describe the transmission behavior of the individual vehicle components and their interconnection.
  • Such mathematical models can be created from the physical properties of the vehicle components and their interaction. Another possibility for extracting the mathematical models is the evaluation of measured vehicle data from reference vehicle systems with the help of machine learning techniques. Furthermore, models based on known physical effects of defects in the transmission behavior of vehicle components can be used to detect and classify faults in individual vehicle components or entire assemblies.
  • FIG. 2 clearly shows how the functionality of an entire assembly in relation to road safety or the functionality of individual components of the assembly in relation to any necessary vehicle maintenance can be evaluated by appropriate evaluation using server computer 100 on the server side of the system . Further evaluation of the vehicle data transmitted on the server side can also be used to determine specific faults in a specific vehicle component.
  • FIG. 3 clearly shows a subdivision of a vehicle into individual vehicle assemblies and their vehicle components.
  • the server computer can transmit a command signal to initiate a countermeasure to eliminate the detected error or a maintenance instruction to the control computer 220 on the client side of the system.
  • the states of assemblies or their components and possible causes of errors can be determined and assessed by the server computer, in particular using linked mathematical models.
  • the evaluation of the expected behavior of certain vehicle components or assemblies compared with the measured behavior of the corresponding vehicle components or assemblies and the specific determination of a fault pattern can advantageously provide information to decide whether a scheduled scheduled inspection of a vehicle can be postponed or which maintenance measures are necessary or whether a determined condition requires an immediate restriction or even shutdown of the ferry operation of the vehicle.
  • the system can be trained at the beginning of a vehicle's service life or after a configuration change.
  • the vehicle data supplied by the individual vehicles can be analyzed and evaluated individually, taking into account a tolerance in the behavior of the vehicle components.
  • the system can be used at the end of a vehicle manufacturing process to verify that the vehicle components are functioning as intended.
  • FIG. 4 shows an example of how the information made available by the system can be used by a manufacturer, a legislator or a driver.
  • a vehicle manufacturer can, for example, determine recommended operation of the vehicle as a function of a determined change in the state of a vehicle component and/or an assembly.
  • a driver can determine permissible driving operation of the vehicle.

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Abstract

202004820 21 Zusammenfassung System zum Erfassen eines Zustands einer Fahrzeugkomponente Ein System (1) zum Erfassen eines Zustands einer Fahrzeugkomponente (210) 5 umfasst einen Server-Rechner (100) und ein Fahrzeug (200) mit der Fahrzeugkomponente (210). Das Fahrzeug (200) weist einen Steuerrechner (220) zum Steuern der Fahrzeugkomponente (210) und zum Erfassen von Fahrzeugdaten (FD), die den Zustand der Fahrzeugkomponente (210) beschreiben, auf. Des Weiteren umfasst das Fahrzeug (200) eine 10 Datenübertragungseinrichtung (230) zur Übertragung der Fahrzeugdaten (FD) zum dem Server-Rechner (100). Der Server-Rechner (100) ist zum Empfangen der Fahrzeugdaten (FD) und zum Auswerten der Fahrzeugdaten (FD) ausgebildet. Der Server-Rechner (100) ist dazu ausgebildet, durch Auswerten der Fahrzeugdaten (FD) einen Zustand der Fahrzeugkomponente (210) zu ermitteln. 15 Fig. 1

Description

Beschreibung
System zum Erfassen eines Zustands einer Fahrzeugkomponente
Die Erfindung betrifft ein System zum Erfassen eines Zustands einer Fahrzeugkomponente eines Fahrzeugs zur Überwachung und Beurteilung der Integrität und Verkehrssicherheit des Fahrzeugs.
Heute ist im Wesentlichen der Fahrer eines Fahrzeugs verantwortlich für die Integrität, Sicherheit und Verkehrstauglichkeit, insbesondere die Konformität des Fahrzeugs mit vorgeschriebenen Regularien beziehungsweise Normen. Der Fahrer muss somit vor und während einer Fahrt selbst beurteilen, ob das Fahrzeug und seine Systeme korrekt funktionieren und die gestellten Bedingungen an die Verkehrssicherheit erfüllen.
Die Anforderungen an die Verkehrssicherheit eines Fahrzeugs und seiner Systeme sind üblicherweise vom Gesetzgeber durch Regularien und Normen vorgeschrieben. Die Überwachung der Einhaltung dieser Regularien erfolgt üblicherweise in bestimmten Zeitabständen im Rahmen einer Inspektion durch autorisiertes Personal einer amtlichen Prüfstelle, in Deutschland beispielsweise der TÜV oder die DEKRA. Die Inspektion des Fahrzeugs und seiner Systeme wird in der Regel vor Ort bei der zugelassenen Prüfstelle durchgeführt. Das Fahrzeug muss somit einem Prüfer regelmäßig vorgeführt werden.
Heutige Fahrzeuge und ihre internen Fahrzeugkomponenten sind bereits sehr komplex aufgebaut, sodass ein defektes Systemverhalten und die daraus resultierenden Folgen für einen Fahrer im Allgemeinen nur sehr schwer feststellbar und vorhersehbar sind. Durch den zunehmenden Wegfall von mechanisch gekoppelten Mensch-Maschine-Schnittstellen, wie zum Beispiel dem Lenkrad, dem Brems- beziehungsweise Gaspedal oder sonstigen drahtgebundenen Systemen, wird es für einen Fahrer immer schwieriger den Verschleißzustand eines Systems oder sogar einen Defekt an dem System zu erkennen. Die zukünftige Entwicklung hin zum autonomen/hochautomatisierten Fahren und/oder der gemeinsamen Nutzung eines Fahrzeugs durch verschiedene Fahrer wird diese Problematik noch verstärken.
Ein Fahrer oder Fahrzeughalter kann bei den heute bestehenden Fahrzeugsystemen und insbesondere bei zukünftigen Systemen eine Veränderung eines Fahrzeugzustands durch Verschleiß, Defekt oder auch durch andere Ereignisse, wie zum Beispiel Manipulation, Unfall oder Hacking, nur schwer erkennen oder zumindest nur mit hoher Unsicherheit einschätzen.
Die Beurteilung des Zustands einer Fahrzeugkomponente und ihr Zusammenwirken untereinander erfordert auch im Bereich der Fahrzeugwartung und Beurteilung der Verkehrstüchtigkeit durch amtliche Prüfer zusätzliches Spezialwissen, spezielle Werkzeuge und erhöhten Prüfaufwand.
Es ist ein Anliegen der vorliegenden Erfindung, ein System zum Erfassen eines Zustands einer Fahrzeugkomponente bereitzustellen, mit dem der Zustand der Fahrzeugkomponente sicher erfasst und zuverlässig beurteilt werden kann, um somit die Integrität der Fahrzeugkomponente als auch die Verkehrssicherheit des gesamten Fahrzeugs zuverlässig zu bewerten.
Ein derartiges System zum Erfassen eines Zustands einer Fahrzeugkomponente ist in Patentanspruch 1 angegeben.
Das System umfasst einen Server-Rechner und ein Fahrzeug mit der Fahrzeugkomponente. Das Fahrzeug weist einen Steuerrechner zum Steuern der Fahrzeugkomponente und zum Erfassen von Fahrzeugdaten, die den Zustand der Fahrzeugkomponente beschreiben, auf. Des Weiteren weist das Fahrzeug eine Datenübertragungseinrichtung zur Übertragung der Fahrzeugdaten zu dem Server-Rechner auf. Der Server-Rechner ist zum Empfangen der Fahrzeugdaten und zum Auswerten der Fahrzeugdaten ausgebildet. Des Weiteren ist der Server-Rechner dazu ausgebildet, durch Auswerten der Fahrzeugdaten einen Zustand der Fahrzeugkomponente zu ermitteln. Die von dem Steuerrechner erfassten Fahrzeugdaten können vorzugsweise Zustände weiterer Fahrzeugkomponenten beschreiben. Auch die Fahrzeugdaten dieser weiteren Fahrzeugkomponenten können von dem Steuerrechner an den Server-Rechner zu Analysezwecken übertragen werden. Der Server-Rechner ist durch Auswertung der gesammelten Fahrzeugdaten somit nicht nur in der Lage den Zustand einer einzelnen Fahrzeugkomponente, sondern auch den Zustand einer Baugruppe aus verschiedenen Fahrzeugkomponenten und letztlich den Zustand des gesamten Fahrzeugs zu ermitteln und zu bewerten.
Bei den Fahrzeugkomponenten kann es sich einerseits um aktive Bauteile handeln, die ihren Zustand selbst erfassen können und in Form von Fahrzeugdaten an den Steuerrechner übertragen. Der Steuerrechner kann die von den aktiven Bauteilen erfassten Fahrzeugdaten abfragen und an den Server-Rechner übertragen. Die Fahrzeugkomponenten können andererseits als passive Bauteile ausgestaltet sein, die ihren Zustand nicht selbst erfassen können. Dazu gehören beispielsweise Wellen, Querlenker und andere Bauteile. Durch Auswertung der Fahrzeugdaten der aktiven Bauteile im Server-Rechner kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform auch auf den Zustand der passiven Bauteile geschlossen werden.
Mittels Auswertung der Fahrzeugdaten durch den Server-Rechner kann des Weiteren eine Authentifizierung eines Fahrzeugs erfolgen, da die jeweiligen Fahrzeugdaten der Fahrzeuge ein spezifisches, individuelles Verhalten jedes Fahrzeug abbilden. Eine Manipulation oder Fälschung der Fahrzeugdaten ist sehr schwierig, da zur Täuschung des Systems die Daten sowohl auf dem Server-Rechner als auch im Fahrzeug selbst manipuliert werden müssten. Das System ermöglicht somit eine eindeutige und zuverlässige Fahrzeugauthentifizierung, die Fälschungen an den Fahrzeugdaten und Fahrzeugkomponenten nahezu unmöglich macht.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform des Systems kann der Server-Rechner dazu ausgebildet sein, nach Analyse der Fahrzeugdaten in Abhängigkeit von dem ermittelten Zustand der Fahrzeugkomponente und/oder einer Baugruppe aus verschiedenen Fahrzeugkomponenten und/oder des Fahrzeugs ein Kommandosignal zu erzeugen, dass an das Fahrzeug übertragen wird. Der Steuerrechner ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von dem Kommandosignal die Fahrzeugkomponente und/oder Baugruppe zu steuern. Somit können bestimmte Funktionalitäten im Fahrzeug gezielt verändert oder deaktiviert werden. Insbesondere können durch den Server-Rechner initiiert in Abhängigkeit von dem festgestellten Zustand einer Fahrzeugkomponente und/oder einer Baugruppe aus mehreren Fahrzeugkomponenten und/oder des Fahrzeugs Gegenmaßnahmen ergriffen werden, falls dies erforderlich ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems kann der Server-Rechner in Abhängigkeit von dem ermittelten Zustand der Fahrzeugkomponente und/oder einer Baugruppe aus mehreren Fahrzeugkomponenten und/oder des gesamten Fahrzeugs ein Zustandsbeschreibungssignal erzeugen, dass an das Fahrzeug übertragen wird. Im Fahrzeug kann somit der von dem Server-Rechnerfestgestellte Zustand der Fahrzeugkomponente und/oder der Baugruppe und/oder des Fahrzeugs auf einer Anzeigeeinrichtung, beispielsweise einem Multimedia-System, für einen Fahrer angezeigt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das System eine Datenverarbeitungseinrichtung, die außerhalb des Server-Rechners und außerhalb des Fahrzeugs angeordnet ist. Der Server-Rechner kann das Zustandsbeschreibungssignal nicht nur zum Fahrzeug selbst, sondern auch zu der Datenverarbeitungseinrichtung übertragen. In Abhängigkeit von dem Zustandsbeschreibungssignal stellt die Datenverarbeitungseinrichtung eine Information bereit, die einen Zustand der Fahrzeugkomponente und/oder der Baugruppe und/oder des Fahrzeugs kennzeichnet. Darüber hinaus können Empfehlungen für notwendige Wartungen oder Hinweise zu einer möglichen Fehlerursache bereitgestellt werden. Die Informationen können sowohl für einen Fahrer oder Fahrzeughalter als auch für Service-Personal eines Fahrzeugwartungsbetriebs oder einer Prüfstelle bereitgestellt werden. Die Informationen können beispielsweise auf einem PC, einem Tablet oder Smartphone angezeigt werden. Mit dem erfindungsgemäßen System wird die benötigte Rechenleistung zum Ermitteln des Zustands einer Fahrzeugkomponente und/oder einer Baugruppe von Fahrzeugkomponenten und/oder des gesamten Fahrzeugs an einen Server-Rechner auf einer Backend-Seite des Systems übertragen. Der im Backend verwendete Server-Rechner stellt eine höhere und in der Regel kostengünstigere Rechenleistung zur Verfügung, als wenn jedes Fahrzeug die Bewertung des Zustands seiner Fahrzeugkomponenten selbst ausführen würde.
Lediglich das Erfassen der Fahrzeugdaten erfolgt auf einer Client-Seite des Systems durch den Steuerrechner des Fahrzeugs im Fahrzeug selbst. Die erfassten Fahrzeugdaten werden auf Client-Seite im Fahrzeug oder durch den Server-Rechner auf der Backend-Seite des Systems derart zusammengefasst, dass sich durch ihre Analyse unterscheidbare Fahrzeugsystemzustände feststellen lassen, die durch den Server-Rechner bewertet werden können.
Das System ermöglicht die intelligente Überwachung des Fahrzeugs und seiner internen Systeme, das heißt, einzelner Fahrzeugkomponenten/Bauteile oder komplexerer Baugruppen, hinsichtlich Verkehrssicherheit und Konformität mit vorgeschriebenen Regularien. Des Weiteren ermöglicht das System eine Online-Bewertung des Zustands von einzelnen Fahrzeugbauteilen als auch von Baugruppen. Das System bietet somit eine Hilfestellung bei der Beurteilung des Zustands eines Fahrzeugs und darüber hinaus eine Erhöhung der Verkehrssicherheit durch eingeleitete Gegenmaßnahmen zur Fehlerbehebung oder durch Abschaltung/Deaktivierung von Fahrzeugsystemen.
Nachrichten oder Informationen in Bezug auf den Zustand einzelner Fahrzeugkomponenten und/oder Baugruppen aus mehreren Fahrzeugkomponenten und/oder des gesamten Fahrzeugs beziehungsweise Hinweise und Empfehlungen können auf einer Frontend-Seite des Systems auf Geräten ausgegeben werden, die von einem Nutzer des Systems außerhalb des Fahrzeugs verwendet werden. Dazu gehören zum Beispiel Smartphones, Tablets oder Desktop-PCs. Das Benutzer-Frontend kann beispielsweise auch in Fahrzeug-Multimediasystem integriert sein. In diesem Fall werden die Informationen, die den Zustand einer Fahrzeugkomponente und/oder einer Baugruppe und/oder des gesamten Fahrzeugs kennzeichnen, oder sonstige Hinweise und Empfehlungen auf einem Bildschirm des Multimedia-Systems im Fahrzeug angezeigt.
Die von dem Server-Rechner übermittelten Zustandsinformationen können auf der Frontend-Seite des Systems auch als Grundlage einer Fernprüfung und Abnahme von Fahrzeugen durch amtliche Prüfer benutzt werden. Auf Basis der Datenanalyse durch den Server-Rechner auf der Backend-Seite des Systems, digitalisiertes Expertenwissen und kontinuierliche Verbesserung der Fernüberwachung und -bewertung über den Lebenszyklus eines Fahrzeugsystems hinweg können zuverlässige Vorhersagen in Bezug auf Verschleiß und voraussichtliches Auftreten von Fehlem gemacht werden.
Die auf der Backend-Seite durch den Server-Rechner ermittelten Bewertungsergebnisse können für eine Vielzahl von Diensten genutzt werden. Dazu gehören zum Beispiel Versicherungsbonussysteme für "gute Fahrzeugpflege". Das System des Weiteren von Flottenmanagement- und Leasingsystemen verwendet werden, um den Wert eines Fahrzeugs durch Vorhersage notwendiger Wartungen zu beurteilen und, und den Zustand der Fahrzeugsysteme durch kontinuierliche Feldüberwachung der Fahrzeuge zu bewerten und zu verbessern.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen des Systems näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Ausführungsform eines Systems zum Erfassen eines Zustands einer Fahrzeugkomponente,
Figur 2 eine Einteilung von Zustandsbewertungen von Baugruppen oder einzelnen Fahrzeugkomponenten in Bezug auf Funktionalität und mögliche Fehler, Figur 3 eine beispielhafte Einteilung von Fahrzeugsystemen in Baugruppen und einzelne Fahrzeugkomponenten, und
Figur 4 eine Klassifizierung von Zuständen von Fahrzeugkomponenten für verschiedene Anwendungszwecke des Systems.
Die Architektur eines Systems 1 zum Erfassen eines Zustands einer Fahrzeugkomponente ist in Figur 1 gezeigt. Das System umfasst einen Server-Rechner 100 auf einer Backend-Seite des Systems und ein Fahrzeug 200 mit einer Fahrzeugkomponente 210 auf einer Client-Seite des Systems. Bei dem Fahrzeug 200 kann es sich zum Beispiel um ein Straßen- oder Schienenfahrzeug, beispielsweise ein Auto oder einen Zug, oder um ein sonstiges Fahrzeug handeln. Das Fahrzeug 200 umfasst einen Steuerrechner 220 zum Steuern der Fahrzeugkomponente 210 und zum Erfassen von Fahrzeugdaten FD, die einen Zustand der Fahrzeugkomponente 210 beschreiben. Das Fahrzeug umfasst des Weiteren eine Datenübertragungseinrichtung 230 zum Übertragen der Fahrzeugdaten FD zu dem Server-Rechner 100 auf der Backend-Seite des Systems.
Der Server-Rechner 100 ist zum Empfangen der Fahrzeugdaten FD und zum Auswerten der Fahrzeugdaten ausgebildet. Der Server-Rechner 100 ist insbesondere dazu ausgebildet, durch Auswerten der Fahrzeugdaten FD einen Zustand der Fahrzeugkomponente 210 zu ermitteln.
Gemäß einerweiteren Ausführungsform des Systems 1 ist der Server-Rechner 100 dazu ausgebildet, durch Auswerten der Fahrzeugdaten FD eine Authentifizierung des Fahrzeugs durchzuführen. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die Fahrzeugdaten für jedes Fahrzeug individuell verschieden sind und somit einen "Fingerabdruck" des Fahrzeugs darstellen. Durch die ermöglichte Authentifizierung eines Fahrzeugs können in vorteilhafter Weise Fälschungen beziehungsweise Manipulationen an den Fahrzeugdaten als auch an den Fahrzeugsystemen, zum Beispiel eine unautorisierte Benutzung von Funktionen, die für ein anderes Fahrzeug lizenziert sind, aufgedeckt werden. Der Steuerrechner 220 auf der Client-Seite des Systems 1 ist dazu ausgebildet, die Fahrzeugdaten FD derart zu erfassen, dass die Fahrzeugdaten auch die Zustände weiterer von der Fahrzeugkomponente 210 verschiedener Fahrzeugkomponenten 210' beschreiben. Der Server-Rechner 100 auf der Backend-Seite des Systems ist dazu ausgebildet, durch Auswerten der Fahrzeugdaten FD somit nicht nur einen Zustand der Fahrzeugkomponente 210 sondern auch den jeweiligen Zustand einer Vielzahl von weiteren Fahrzeugkomponenten 210' zu ermitteln.
Darüber hinaus ist der Server-Rechner 100 dazu ausgebildet, einen Zustand einer Baugruppe 240 aus der Fahrzeugkomponente 210 und den weiteren Fahrzeugkomponenten 210' beziehungsweise einen Zustand des gesamten Fahrzeugs 200 zu ermitteln. Die Fahrzeugdaten der einzelnen Fahrzeugkomponenten werden von dem Server-Rechner 100 nicht nur einzeln betrachtet. Stattdessen werden die Fahrzeugdaten einer Vielzahl von Fahrzeugkomponenten 210, 210' in Zusammenschau ausgewertet, um somit ein emergentes Verhalten der Fahrzeugkomponenten beziehungsweise einer Baugruppe aus einer Vielzahl von Fahrzeugkomponenten zu erhalten.
Die Fahrzeugkomponente 210 kann als aktives Bauteil derart ausgebildet sein, dass die Fahrzeugkomponente die Fahrzeugdaten zum Erfassen durch den Steuerrechner bereitstellt. Derartige aktive Bauteile können ihren Zustand selbst erfassen und die den Zustand kennzeichnenden Fahrzeugdaten an den Steuerrechner 220 übertragen. Mindestens eine weitere Fahrzeugkomponente 210' kann als ein passives Bauteil derart ausgebildet sein, dass keine Bereitstellung der Fahrzeugdaten durch die weitere Fahrzeugkomponente erfolgt. Passive Bauteile liefern daher keine Fahrzeugdaten, die ihren Zustand kennzeichnen, an den Steuerrechner 220. Gemäß einer möglichen Ausführungsform des Systems ist der Server-Rechner 100 dazu ausgebildet, durch Auswerten der an ihn übermittelten Fahrzeugdaten FD einen Zustand einer der weiteren (passiven) Fahrzeugkomponenten 210' zu ermitteln. Somit werden die Zustandsdaten, die im Fahrzeug von den aktiven Fahrzeugkomponenten erfasst werden von dem Server-Rechner 100 dazu genutzt, um den Zustand der passiven Teile indirekt zu erfassen und zu beurteilen. Gemäß einer möglichen Ausführungsform des Systems 1 ist der Server-Rechner 100 insbesondere dazu ausgebildet, durch Auswerten der Fahrzeugdaten FD einen Zustand der Fahrzeugkomponente 210 und/oder einer Baugruppe 240 von verschiedenen Fahrzeugkomponenten und/oder einen Zustand des gesamten Fahrzeugs 200 in Bezug auf eine Verkehrstüchtigkeit und/oder Erfüllung einer Konformitätsanforderung, beispielsweise die Konformität mit gesetzlich vorgeschriebenen Anforderungen an die Verkehrssicherheit, und/oder einen Wartungszustand und/oder eine Integrität und/oder die Erfüllung einer Sicherheitsanforderung zu ermitteln beziehungsweise zu bewerten. Dies kann dadurch ermöglicht werden, indem der Server-Rechner 100 als ein leistungsfähiger Computer auf der Backend-Seite des Systems ausgebildet ist.
Der Steuerrechner 220 auf der Client-Seite des Systems kann einen oder mehrere Rechnerprozessoren aufweisen, die in dem Fahrzeug 200 angeordnet sind. Der Steuerrechner 220 ist dazu ausgebildet, sämtliche Fahrzeugdaten einer Vielzahl von Fahrzeugkomponenten zu erfassen, die erforderlich sind, um von dem Server-Rechner auf der Backend-Seite des Systems die Verkehrstüchtigkeit, die Konformität mit einem Anforderungsprofil, den Wartungszustand, die Integrität und letztlich die gesamte Sicherheit des Fahrzeugs zu beurteilen.
Die Fahrzeugdaten werden auf der Client-Seite des Systems aus zeitsynchronisierten Signalen von Mess- beziehungsweise Sensorsystemen, beispielsweise Beschleunigungssensoren, Gyroskopen, Raddrehzahlsensoren, Drucksensoren, Temperatursensoren, Drehmoment-Sensoren, innerhalb des Fahrzeugs gewonnen. Das zeitsynchrone Bereitstellen der Fahrzeugdaten für den Server-Rechner 100 kann dadurch erfolgen, indem die erfassten Fahrzeugdaten mit Zeitstempeln versehen werden, so dass der Server-Rechner 100 auf der Backend-Seite die an ihn übertragenen Fahrzeugdaten in zeitliche Abfolge richtig einordnen kann.
Die Fahrzeugdaten können untergefiltert als Rohdaten oder aber bereits vorprozessiert, beispielsweise gefiltert oder in sonstiger Weise verändert, oder auch in komprimierter Form zum Zwecke der Bandbreitenreduzierung an den Server-Rechner 100 übertragen werden. Die Fahrzeugdaten können von dem Steuerrechner 220 mit Hilfe der Datenübertragungseinrichtung 230, zum Beispiel drahtlos über einen definierten Standard (LTE, G5, etc.) zu dem Server-Rechner 100 auf der Backend-Seite des Systems übertragen werden. Die Fahrzeugdaten können dabei entweder kontinuierlich oder nach vorheriger Abfrage durch den Server-Rechner 100 von dem Steuerrechner 220 zur Backend-Seite des Systems übertragen werden.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform des Systems kann der Server-Rechner 100 dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit von dem ermittelten Zustand der Fahrzeugkomponente 210 und/oder der Baugruppe 240 aus verschiedenen Fahrzeugkomponenten und/oder in Abhängigkeit von dem ermittelten Zustand des Fahrzeugs 200 ein Kommandosignal KS zu erzeugen und das Kommandosignal KS an das Fahrzeug 200 zu übertragen. Die Datenübertragungseinrichtung 230 auf der Client-Seite ist dazu ausgebildet, das Kommandosignal KS zu empfangen. Der Steuerrechner 220 ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von dem Kommandosignal KS einen Zustand der Fahrzeugkomponente 210 und/oder der Baugruppe 240 zu ändern.
Dadurch ist es möglich, dass in Abhängigkeit von einer Bewertung des Zustands einer Fahrzeugkomponente und/oder einer Baugruppe aus mehreren Fahrzeugkomponenten und/oder des gesamten Fahrzeugs von dem Server-Rechner 100 Maßnahmen auf der Client-Seite des Systems eingeleitet werden, um die Verkehrssicherheit des Fahrzeugs 200 zu gewährleisten. Zu den eingeleiteten Maßnahmen gehört zum Beispiel Gegenmaßnahmen zur Fehlerbehebung von Fahrzeugkomponenten, die kontrollierte Deaktivierung von bestimmten Fahrzeugfunktionen, beispielsweise automatisierte Fahrfunktionen, die Durchführung von Software-Updates, die Aktivierung/Deaktivierung eines Motors, etc.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems kann der Server-Rechner
100 dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit von dem ermittelten Zustand der Fahrzeugkomponente 210 und/oder der Baugruppe 240 und/oder des Fahrzeugs 200 ein Zustandsbeschreibungssignal ZS, das eine Beschreibung des ermittelten Zustands der Fahrzeugkomponente und/oder der Baugruppe und/oder des gesamten Fahrzeugs enthält, zu erzeugen.
Der Server-Rechner 100 kann dazu ausgebildet sein, das Zustandsbeschreibungssignal ZS an das Fahrzeug 200 zu übertragen. Des Weiteren kann die Datenübertragungseinrichtung 230 im Fahrzeug dazu ausgebildet sein, das Zustandsbeschreibungssignal ZS zu empfangen.
Auf einer Frontend-Seite des Systems 1 kann eine Anzeigeeinrichtung 250 im Fahrzeug 200 angeordnet sein. Der Steuerrechner 200 ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von dem Zustandsbeschreibungssignal ZS eine Nachricht auf der Anzeigeeinrichtung 250 anzuzeigen. Dadurch können beispielsweise auf On-Board-Systemen innerhalb des Fahrzeugs 200 Nachrichten angezeigt werden, die mit der Analyse und Bewertung der Fahrzeugdaten durch den Server-Rechner 100 in Zusammenhang stehen.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform kann der Server-Rechner 100 dazu ausgebildet sein, die übermittelten Fahrzeugdaten über einen (längeren) Zeitraum zu speichern. Der Server-Rechner 100 kann insbesondere dazu ausgebildet sein, durch Auswerten der über den Zeitraum hinweg gespeicherten Fahrzeugdaten FD ein Fahrzeugprofil eines Fahrzeugs kennzeichnende Daten zu erstellen. Die Fahrzeugprofil-kennzeichnenden Daten können Fahrzeugkonfigurations-spezifische Daten und/oder Nutzer-spezifische Daten und/oder Verschleiß-spezifische Daten und/oder ein dynamisches Verhalten einer Fahrzeugkomponente und/oder einer Baugruppe beschreibende Daten enthalten.
Durch den Server-Rechner 100 werden somit kontinuierlich von dem Fahrzeug 200 übermittelte Fahrzeugdaten gesammelt, die eine Fahrzeughistorie widerspiegeln und aus denen sich ein Fahrzeugprofil bestimmen lässt. Die aufgezeichneten Fahrzeugdaten und die das Fahrzeugprofil kennzeichnenden Daten einer Vielzahl von Fahrzeugen 200 können von dem Server-Rechner 100 auf der Backend-Seite des Systems gespeichert und aktualisiert werden.
Der Server-Rechner 100 ist dazu ausgebildet, die übermittelten Fahrzeugdaten FD mit den über den (längeren) Zeitraum hinweg gespeicherten Fahrzeugdaten und/oder den Fahrzeugprofil kennzeichnenden Daten zu vergleichen und anhand des Vergleichs den Zustand der Fahrzeugkomponente 210 und/oder der Baugruppe 240 und/oder des Fahrzeugs 200 zu ermitteln. Durch Auswerten der aktuell empfangenen Fahrzeugdaten und durch Vergleich dieser aktuellen Daten mit den aufgezeichneten historischen und fahrzeugspezifischen Daten, die auf der Backend-Seite gespeichert sind, kann der Server-Rechner 100 somit die Integrität der einzelnen Fahrzeugkomponenten beziehungsweise Baugruppen bewerten. Darüber hinaus kann die Wahrscheinlichkeit für einen Komponentenausfall, ein kritischer Verschleißzustand einer Fahrzeugkomponente oder aber eine illegale Manipulation an einer Fahrzeugkomponente von dem Server-Rechner 100 festgestellt werden.
Wenn ein kritisches Ereignis, zum Beispiel ein Verschleiß, eine Manipulation oder die Störung einer Fahrzeugkomponente oder einer Baugruppe festgestellt wird, kann ein entsprechendes Kommandosignal KS oder ein Zustandsbeschreibungssignal ZS an den Steuerrechner 220 auf der Client-Seite des Systems gesendet werden.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform weist das System 1 auf der Frontend-Seite des Systems eine Datenverarbeitungseinrichtung 300 auf, die außerhalb des Server-Rechners 100 und außerhalb des Fahrzeugs 200 angeordnet ist. Die Datenverarbeitungseinrichtung 300 ist dazu ausgebildet, das Zustandsbeschreibungssignal ZS zu empfangen und in Abhängigkeit von dem Zustandsbeschreibungssignal eine Information bereitzustellen. Mit Hilfe des Zustandsbeschreibungssignals ZS können von dem Server-Rechner 100 Informationen strukturiert und aufbereitet werden, um je nach Anwendungszweck zur Frontend-Seite des Systems 1 übertragen zu werden. Die Datenverarbeitungseinrichtung 300 auf der Frontend-Seite des Systems kann zum Beispiel ein Smartphone, ein Tablet oder ein PC eines Nutzers sein. In Abhängigkeit von dem Zustandsbeschreibungssignal ZS können auf einem dieser Geräte Informationen über den Zustand einer Fahrzeugkomponente und/oder einer Baugruppe und/oder des Fahrzeugs angezeigt werden. Des Weiteren können auch darüber hinausgehende Informationen betreffend eine notwendige Fahrzeugwartung, mögliche Gegenmaßnahmen zur Behebung von Störfällen oder Informationen bezüglich eines empfohlenen Fahrzeugservices, etc. angezeigt werden.
Die Informationen können auf der Frontend-Seite des Systems über die Datenverarbeitungseinrichtung 300 einen Fahrer oder Fahrzeughalter, oder auch dem Service-Personal einer Werkstätte oder einem amtlichen Prüfer einer autorisierten Prüfstelle angezeigt beziehungsweise zur Verfügung gestellt werden. Die Datenverarbeitungseinrichtung 300 auf der Frontend-Seite des Systems kann somit zur Fahrzeuginspektion, insbesondere einer Ferninspektion des Fahrzeugs auf Basis der gesammelten Fahrzeugdaten und deren Analyse durch eine amtliche Prüfstelle eingesetzt werden. Zur Durchführung einer derartigen Fahrzeugferninspektion werden von dem Server-Rechner 100 die Zustandsänderung aller sicherheitsrelevanten Fahrzeugkomponenten beobachtet.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform des Systems 1 ist der Server-Rechner 100 dazu ausgebildet, Daten zu berechnen, die das zu erwartende Verhalten der Fahrzeugkomponente 210 und/oder der Baugruppe 240 kennzeichnen. Der Server-Rechner 100 ist dazu ausgebildet, den Zustand der Fahrzeugkomponente 210 und/oder der Baugruppe 240 und/oder des Fahrzeugs 200 zu ermitteln, indem der Server-Rechner 100 die das zu erwartende Verhalten kennzeichnenden Daten mit den übermittelten Fahrzeugdaten FD vergleicht.
Das tatsächliche, gemessene Verhalten der verschiedenen Fahrzeugkomponenten kann durch den Server-Rechner 100 aus den von dem Fahrzeug 200 übermittelten Fahrzeugdaten FD ermittelt werden. Das zu erwartende Verhalten wird von dem Server-Rechner 100 ebenfalls aus den übermittelten Fahrzeugdaten FD mit Hilfe von mathematischen Modellen ermittelt. Die mathematischen Modelle beschreiben insbesondere das Übertragungsverhalten der einzelnen Fahrzeugkomponenten und ihre Kopplung untereinander.
Derartige mathematische Modelle können aus den physikalischen Eigenschaften der Fahrzeugkomponenten und ihres Zusammenwirkens erstellt werden. Eine weitere Möglichkeit zur Extrahierung der mathematischen Modelle besteht in der Auswertung von gemessenen Fahrzeugdaten von Referenzfahrzeugsystemen unter Zuhilfenahme von Maschinenlern-Techniken. Des Weiteren können Modelle basierend auf bekannten physikalischen Effekten von Defekten im Übertragungsverhalten von Fahrzeugkomponenten verwendet werden, um Fehler einzelner Fahrzeugkomponenten oder ganzer Baugruppen zu detektieren und zu klassifizieren.
Figur 2 zeigt anschaulich, wie durch entsprechende Auswertung mittels des Server-Rechners 100 auf der Server-Seite des Systems die Funktionalität einer gesamten Baugruppe in Bezug auf eine Verkehrssicherheit beziehungsweise die Funktionalität von einzelnen Komponenten der Baugruppe in Bezug auf eine eventuell notwendige Fahrzeugwartung bewertet werden kann. Durch weitere Auswertung der übermittelten Fahrzeugdaten auf der Server-Seite können zudem konkrete Fehler einer bestimmten Fahrzeugkomponente ermittelt werden.
Figur 3 zeigt anschaulich eine Untergliederung eines Fahrzeugs in einzelne Fahrzeugbaugruppen und deren Fahrzeugkomponenten.
In Abhängigkeit von dem festgestellten Fehler einer Komponente kann von dem Server-Rechner ein Kommandosignal zum Einleiten einer Gegenmaßnahme zur Behebung des festgestellten Fehlers oder ein Wartungshinweis an den Steuerrechner 220 auf der Client-Seite des Systems übermittelt werden. Insbesondere unter Nutzung verketteter mathematischer Modelle können von dem Server-Rechner die Zustände von Baugruppen oder deren Komponenten und mögliche Fehlerursachen ermittelt und beurteilt werden. Die Auswertung des zu erwartenden Verhaltens bestimmter Fahrzeugkomponenten beziehungsweise Baugruppen verglichen mit dem gemessenen Verhalten der entsprechenden Fahrzeugkomponenten beziehungsweise Baugruppen und die konkrete Feststellung eines Fehlermusters kann in vorteilhafter Weise eine Information liefern, um zu entscheiden, ob eine turnus-gemäß anstehende Inspektion eines Fahrzeugs verschoben werden kann beziehungsweise welche Wartungsmaßnahmen notwendig sind oder ob ein festgestellter Zustand eine sofortige Einschränkung oder gar Stilllegung des Fährbetriebs des Fahrzeugs erfordert.
Um Toleranzen von Fahrzeugkomponenten oder Messsystemen bei der Analyse der Fahrzeugdaten auf der Backend-Seite des Systems zu berücksichtigen kann zu Beginn der Lebensdauer eines Fahrzeugs oder nach einer Konfigurationsänderung ein Training des Systems erfolgen. Dadurch kann die Analyse und Bewertung der von den einzelnen Fahrzeugen gelieferten Fahrzeugdaten individuell unter Berücksichtigung einer Toleranz im Verhalten der Fahrzeugkomponenten erfolgen. Des Weiteren kann das System am Ende eines Herstellungsprozesses des Fahrzeugs dazu eingesetzt werden, um die bestimmungsgemäße Funktionsweise der Fahrzeugkomponenten nachzuweisen.
Die von dem System zur Verfügung gestellten Informationen bezüglich eines Zustands, einer Zustandsänderung oder eines Fehlerzustands einer Fahrzeugkomponente und/oder einer Baugruppe aus mehreren Fahrzeugkomponenten kann für verschiedene Anwendungszwecke genutzt werden. Figur 4 zeigt beispielhaft, wie die von dem System zur Verfügung gestellten Informationen auf Seiten eines Herstellers, eines Gesetzgebers oder eines Fahrers verwendet werden können.
In Abhängigkeit von einer ermittelten Zustandsänderung einer Fahrzeugkomponente und/oder einer Baugruppe kann ein Fahrzeughersteller zum Beispiel einen empfohlenen Betrieb des Fahrzeugs bestimmen. Ein Gesetzgeber kann in Abhängigkeit von einer von dem System bereitgestellten Klassifikation eines Defekts (zum Beispiel: KM = kein Mangel, GM = geringer Mangel, EM = erheblicher Mangel, VM = gefährlicher Mangel, VII = verkehrsunsicherer Zustand) ein Zertifikat zum Führen des Fahrzeugs im Straßenverkehr erteilen oder verweigern. Ein Fahrer kann in Abhängigkeit von dem von dem System ermittelten Fehlerzustand einer Fahrzeugkomponente und/oder eine Baugruppe einen zulässigen Fährbetrieb des Fahrzeugs bestimmen.

Claims

Patentansprüche
1. System zum Erfassen eines Zustands einer Fahrzeugkomponente, umfassend:
- einen Server-Rechner (100) und ein Fahrzeug (200) mit der Fahrzeugkomponente (210),
- wobei das Fahrzeug (200) einen Steuerrechner (220) zum Steuern der Fahrzeugkomponente (210) und zum Erfassen von Fahrzeugdaten (FD), die den Zustand der Fahrzeugkomponente (210) beschreiben, und eine
Datenübertragungseinrichtung (230) zur Übertragung der Fahrzeugdaten (FD) zum dem Server-Rechner (100) aufweist,
- wobei der Server-Rechner (100) zum Empfangen der Fahrzeugdaten (FD) und zum Auswerten der Fahrzeugdaten (FD) ausgebildet ist,
- wobei der Server-Rechner (100) dazu ausgebildet ist, durch Auswerten der Fahrzeugdaten (FD) einen Zustand der Fahrzeugkomponente (210) zu ermitteln.
2. System nach Anspruch 1 ,
- wobei der Server-Rechner (100) dazu ausgebildet ist, durch Auswerten der Fahrzeugdaten (FD) eine Authentifizierung des Fahrzeugs (200) durchzuführen.
3. System nach Anspruch 1 oder 2,
- wobei der Steuerrechner (220) dazu ausgebildet ist, die Fahrzeugdaten (FD) derart zu erfassen, dass die Fahrzeugdaten Zustände weiterer von der Fahrzeugkomponente (210) verschiedener Fahrzeugkomponenten (210‘) beschreiben,
- wobei der Server-Rechner (100) dazu ausgebildet ist, durch Auswerten der Fahrzeugdaten (FD) einen Zustand des Fahrzeugs (200) und/oder einer Baugruppe (240) aus der Fahrzeugkomponente (210) und weiteren Fahrzeugkomponenten (210‘) zu ermitteln.
4. System nach Anspruch 3,
- wobei die Fahrzeugkomponente (210) derart ausgebildet ist, dass die Fahrzeugkomponente (210) die Fahrzeugdaten (FD) zum Erfassen durch den Steuerrechner (220) bereitstellt, - wobei mindestens eine der weitere Fahrzeugkomponenten (210‘) derart ausgebildet ist, dass keine Bereitstellung der Fahrzeugdaten durch die weitere Fahrzeugkomponente erfolgt,
- wobei der Server-Rechner (100) dazu ausgebildet ist, durch Auswerten der Fahrzeugdaten (FD) einen Zustand der weiteren Fahrzeugkomponente (210‘) zu ermitteln.
5. System nach Anspruch 3 oder 4,
- wobei der Server-Rechner (100) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem ermittelten Zustand der Fahrzeugkomponente (210) und/oder der Baugruppe (240) und/oder des Fahrzeugs (200) ein Kommandosignal (KS) zu erzeugen und das Kommandosignal (KS) an das Fahrzeug (200) zu übertragen.
6. System nach Anspruch 5,
- wobei die Datenübertragungseinrichtung (230) dazu ausgebildet ist, das Kommandosignal (KS) zu empfangen,
- wobei der Steuerrechner (220) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem Kommandosignal (KS) einen Zustand der Fahrzeugkomponente (210) und/oder der Baugruppe (240) zu ändern.
7. System nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Server-Rechner (100) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem ermittelten Zustand der Fahrzeugkomponente (210) und/oder der Baugruppe (240) und/oder des Fahrzeugs (200) ein Zustandsbeschreibungssignal (ZS), das eine Beschreibung des ermittelten Zustands der Fahrzeugkomponente (210) und/oder der Baugruppe (240) und/oder des Fahrzeugs (200) enthält, zu erzeugen.
8. System nach Anspruch 7,
- wobei der Server-Rechner (100) dazu ausgebildet ist, das Zustandsbeschreibungssignal (ZS) an das Fahrzeug (200) zu übertragen,
- wobei die Datenübertragungseinrichtung (230) dazu ausgebildet ist, das Zustandsbeschreibungssignal (ZS) zu empfangen,
- wobei das Fahrzeug (200) eine Anzeigeeinrichtung (250) aufweist, 19
- wobei der Steuerrechner (200) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem Zustandsbeschreibungssignal (ZS) eine Nachricht auf der Anzeigeeinrichtung (250) anzuzeigen.
9. System nach Anspruch 7 oder 8, umfassend:
- eine Datenverarbeitungseinrichtung (300), die außerhalb des Server-Rechners (100) und außerhalb des Fahrzeugs (200) angeordnet ist,
- wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (300) dazu ausgebildet ist, das Zustandsbeschreibungssignal (ZS) zu empfangen und in Abhängigkeit von dem Zustandsbeschreibungssignal eine Information bereitzustellen.
10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Server-Rechner (100) dazu ausgebildet ist, durch Auswerten der Fahrzeugdaten (FD) einen Zustand der Fahrzeugkomponente (210) und/oder der Baugruppe (240) und/oder des Fahrzeugs (200) in Bezug auf eine Verkehrstüchtigkeit und/oder eine Konformitätsanforderung und/oder einen Wartungszustand und/oder eine Integrität und/oder eine Sicherheitsanforderung zu ermitteln.
11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Server-Rechner (100) dazu ausgebildet ist, die übermittelten Fahrzeugdaten über einen Zeitraum zu speichern.
12. System nach Anspruch 11 , wobei der Server-Rechner (100) dazu ausgebildet ist, durch Auswerten der über den Zeitraum hinweg gespeicherten Fahrzeugdaten (FD) ein Fahrzeugprofil des Fahrzeugs (200) kennzeichnende Daten zu erstellen, wobei die Fahrzeugprofil-kennzeichnenden Daten Fahrzeugkonfigurations-spezifische Daten und/oder Nutzer-spezifische Daten und/oder Verschleiß-spezifische Daten und/oder ein dynamisches Verhalten der Fahrzeugkomponente und/oder der Baugruppe (240) beschreibende Daten enthalten. 20
13. System nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei der Server-Rechner (100) dazu ausgebildet ist, die übermittelten Fahrzeugdaten (FD) mit den über den Zeitraum hinweg gespeicherten Fahrzeugdaten und/oder den Fahrzeugprofil kennzeichnenden Daten zu vergleichen und anhand des Vergleichs den Zustand der Fahrzeugkomponente (210) und/oder der Baugruppe (240) und/oder des Fahrzeugs (200) zu ermitteln.
14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
- wobei der Server-Rechner (100) dazu ausgebildet ist, Daten, die ein zu erwartendes Verhalten der Fahrzeugkomponente (210) und/oder der Baugruppe (240) kennzeichnen, zu berechnen,
- wobei der Server-Rechner (100) dazu ausgebildet ist, den Zustand der Fahrzeugkomponente (210) und/oder der Baugruppe (240) und/oder des Fahrzeugs (200) zu ermitteln, indem der Server-Rechner (100) die das zu erwartende Verhalten kennzeichnenden Daten mit den übermittelten Fahrzeugdaten (FD) vergleicht.
15. System nach Anspruch 14, wobei der Server-Rechner (100) dazu ausgebildet ist, die das zu erwartende Verhalten kennzeichnenden Daten mittels mathematischer Modelle zu ermitteln.
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