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Die vorgestellte Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Fahrzeugs und ein Diagnosesystem.
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Zur Diagnose eines Zustands von Komponenten eines Fahrzeugs, wie bspw. einem Verschleißteil, werden spezielle Sensoren eingesetzt, mittels derer jeweilige Komponenten des Fahrzeugs überwacht werden. Derartige Sensoren sind fehleranfällig und teuer. Weiterhin ist eine Integration derartiger Sensoren in eine bestehende Fahrzeugarchitektur sehr aufwendig, da eine Auswertung von durch derartige Sensoren erfassten Daten nur dann sinnvoll erfolgen kann, wenn eine Beziehung zwischen einem jeweiligen Sensorsignal und einer jeweiligen überwachten Komponente detailliert bekannt ist. Insbesondere bei Komponenten deren Messsignale eine hohe Varianz zeigen, wie bspw. bei Federn und Dämpfern, ist ein hoher Abstimmungsaufwand zum Bestimmen der Beziehung zwischen einem Sensorsignal und einer entsprechenden Komponente erforderlich.
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In der deutschen Druckschrift
DE 10 2007 062 203 B4 wird ein Verfahren zum Ermitteln eines Reibwerts zwischen einem Kraftfahrzeugreifen und einer Oberfläche einer Fahrbahn mittels eines mathematischen Modells offenbart.
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Die europäische Druckschrift
EP 0 598 997 B1 offenbart ein Verfahren zum Ermitteln eines Bremsbelagverschleisses, bei dem Betriebsparameter einer Bremse eines Fahrzeugs mit vorgegebenen Werten abgeglichen werden.
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Ein System zur Überwachung einer Leistung einer Ausrüstung, bei dem von Komponenten der Ausrüstung erzeugte elektrische Signale mit Sollwerten abgeglichen werden, ist in der deutschen Druckschrift
DE 103 19 493 B4 offenbart.
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In der deutschen Druckschrift
DE 100 66 245 B4 wird ein Verfahren zur Überwachung einer Stärke von Bremsbelägen eines Fahrzeugs offenbart, bei dem ein Verschleißmodell zum Bestimmen eines Verschleißes eines Bremsbelags mittels einer Verschleißmarke in dem Bremsbelag korrigiert wird, wenn die Verschleißmarke erreicht wird.
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Die
DE 10 2011 008 337 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion mindestens eines Defekts in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Fahrwerk oder einem Lenksystem eines Fahrzeugs. Das Verfahren beinhaltet das Erfassen und Auswerten der Zeitdauer eines Unterstützungsmoments über die Anzahl der Betriebszyklen. Ein Fehlerspeichereintrag wird erzeugt, wenn der Betrag des neutralen Stützmoments in allen Betriebszyklen größer als ein vorbestimmter Schwellenwert des Referenzmoments ist oder die Zeitdauer des Stützmoments in einem vorbestimmten Führungsmanöver größer als ein vorbestimmtes Maß der Referenzdauer ist.
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Die
DE 10 2009 053 404 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose eines Fehlers in einem Fahrwerk eines Fahrzeugs, wobei eine Fahrzeuggeschwindigkeit ausgewertet wird und in Abhängigkeit der Auswertung eine Verarbeitung und/oder Auswertung einer weiteren lenkungssystem- und/oder fahrzeugspezifischen Zustandsgröße erfolgt und ein Kennwert erzeugt wird, der mit einem vorbestimmten Schwellwert verglichen wird, wobei ein Fehlerspeichereintrag generiert wird, falls der Kennwert größer als der vorbestimmte Schwellwert ist.
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Aus der
US 5 606 503 A geht ein Verfahren zur Steuerung eines Aufhängungssystems hervor, mit den Schritten: Bestimmen eines Aktuatoranforderungskraftbefehls; Bestimmen eines ersten Signals, das eine erste maximale Anforderungskraft anzeigt, in Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit; Bestimmen eines zweiten Signals, das eine zweite maximale Anforderungskraft anzeigt, abhängig von der Umgebungstemperatur; und Einschränken des bestimmten AktuatorAnforderungskraftbefehls, so dass er nicht größer als die geringere der ersten und zweiten maximalen Anforderungskräfte ist, wobei die Isolation der Fahrzeugkarosserie von Aufhängungsereignissen während eines Betriebs des Fahrzeugs bei niedriger Temperatur und niedriger Geschwindigkeit aufrechterhalten wird.
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Die
DE 102 35 525 A1 lehrt ein Komponentendatenanalyseverfahren mit den folgenden Schritten: Bereitstellen einer ersten Version eines Verhaltensmodells der Komponente; Vorhersagen des Verhaltens der Komponente als Funktion der ersten Version des Verhaltensmodells; Sammeln von Leistungsdaten von der Komponente; Vergleichen des vorhergesagten Verhaltens mit den von der Komponente gesammelten Daten; Bestimmen, wann eine Diskrepanz zwischen dem vorhergesagten Komponentenverhalten und den gesammelten Leistungsdaten vorliegt; Bestimmen, ob die Diskrepanz von einem Ausfall der Komponente herrührt; und wenn die Diskrepanz nicht von einem Ausfall der Komponente herrührte, Modifizieren der ersten Version des Verhaltensmodells.
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Die
DE 10 2008 047 473 A1 betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung eines defekten Bauteils eines Fahrzeugs, bei dem an mindestens einer Stelle im Innenraum des Fahrzeugs Schallinformationen erfasst werden, und mittels einer blinden Quellentrennung abhängig von den Schallinformationen das defekte Bauteil lokalisiert wird.
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Aus der
DE 10 2007 051 261 A1 ist ein Verfahren zur akustischen Beurteilung eines Kraftfahrzeuges mittels mindestens eines Mikrofons bekannt, das akustische Signale des Kraftfahrzeuges aufnimmt. Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte: a) Erfassen der akustischen Signale des Kraftfahrzeuges mittels des Mikrofons, b) Vorverarbeitung der erfassten akustischen Signale, c) Durchführung von Analyseverfahren auf die vorverarbeiteten Signale zur Ermittlung von Merkmalen, d) Klassifizieren der Merkmale in Klassen und e) Vergleichen der Klassifizierungsergebnisse mit einer Referenz-Klassifizierung.
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Die
DE 10 2014 217 500 A1 offenbart ein Verfahren zum Diagnostizieren von Zuständen eines Fahrzeugs. Dafür ist in einem Innenraum des Fahrzeugs mindestens ein Mikrofon vorgesehen. Von dem Mikrofon aufgenommene Geräusche werden hinsichtlich Tonfrequenzen, Lautstärkeamplituden, Phasenlagen und/oder Laufzeitunterschieden analysiert. Dabei können entsprechende Geräuschdaten gespeichert und/oder nach außerhalb des Fahrzeugs übertragen werden. Auf Basis der Analyse kann eine Beurteilung eines Zustands des Fahrzeugs vorgenommen werden.
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Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe der vorgestellten Erfindung, ein Verfahren zur Diagnose eines Zustands von mindestens einer Komponente eines Fahrzeugs bereitzustellen, das ohne fahrzeugspezifische Anpassungen bzw. Parametrierung und ohne zusätzliche Sensorik an verschiedenen Fahrzeugen durchzuführen ist.
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Zur Lösung der voranstehend genannten Aufgabe wird ein Verfahren zur Diagnose eines Zustands mindestens einer Komponente eines Fahrzeugs vorgestellt, bei dem mittels mindestens eines 6-Achsen-Bewegungssensors und mehrerer Schwingungssensoren zum Erfassen eines Übertragungsverhaltens der mindestens einen Komponente des Fahrzeugs bei einer ersten Übertragung eines Steuerungsbefehls in eine Bewegung des Fahrzeugs zu einem ersten Zeitpunkt ein Referenzdatensatz des Übertragungsverhaltens der mindestens einen Komponente des Fahrzeugs ermittelt wird, und bei dem zu mindestens einem von dem ersten Zeitpunkt unterschiedlichen zweiten Zeitpunkt mittels des mindestens einen 6-Achsen-Bewegungssensors und der Schwingungssensoren bei einer zweiten Übertragung des Steuerungsbefehls in eine Bewegung des Fahrzeugs ein Vergleichsdatensatz des Übertragungsverhaltens der mindestens einen Komponente des Fahrzeugs ermittelt wird, und bei dem der Referenzdatensatz mit dem Vergleichsdatensatz abgeglichen wird, und bei dem in Abhängigkeit des Abgleichs auf einen Zustand der mindestens einen Komponente des Fahrzeugs geschlossen wird.
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Das vorgestellte Verfahren dient insbesondere zur Diagnose eines Zustands einer Komponente eines Fahrzeugs, d. h. zur Beurteilung, ob die Komponente technisch in Ordnung ist oder instand gesetzt werden muss.
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Um den Zustand der mindestens einen Komponente zu beurteilen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mittels mindestens eines 6-Achsen-Bewegungssensors und mehrerer Schwingungssensoren zum Erfassen eines Übertragungsverhaltens der mindestens einen Komponente des Fahrzeugs beim Übertragen eines Steuerungsbefehls in eine Bewegung des Fahrzeugs zu einem ersten Zeitpunkt ein Referenzdatensatz ermittelt wird. Dies bedeutet, dass beim Bewegen des Fahrzeugs auftretende Fahrzeugreaktionen, wie bspw. lateral wirkende Kräfte oder in eine Karosserie bzw. einen Rahmen des Fahrzeugs eingeleitete Schwingungen, mittels mindestens eines 6-Achsen-Bewegungssensors und mehrerer Schwingungssensoren erfasst und zum Bestimmen des Zustands der mindestens einen Komponente des Fahrzeugs verwendet werden. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der mindestens eine 6-Achsen-Bewegungssensor und die Schwingungssensoren Sensoren aus einer Grundausstattung des Fahrzeugs sind. Dies bedeutet, dass der mindestens eine 6-Achsen-Bewegungssensor und die Schwingungssensoren keine speziell zum Erfassen von Signalen zur Überwachung der mindestens einen Komponente des Fahrzeugs vorgesehene Sensoren, sondern bereits vorhandene und für eine weitere Aufgabe vorgesehene Sensoren sind.
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Unter einem Übertragungsverhalten einer Komponente eines Fahrzeugs ist im Kontext der vorliegenden Erfindung ein Verhalten zu verstehen, das eine Komponente zeigt, wenn das Fahrzeug den Steuerungsbefehl tatsächlich umsetzt. Bei dem Steuerungsbefehl kann es sich bspw. um einen Lenkeinschlag oder einen Befehl zur Beschleunigung handeln. Aufgrund von beim Übertragen eines Steuerungsbefehls in eine Bewegung wirkenden Kräften bewegen sich Komponenten des Fahrzeugs, wie bspw. Federn oder Dämpfer, für einen bestimmten Steuerungsbefehl in einer bestimmten Weise, die wiederum gemessen und zur Charakterisierung des Übertragungsverhaltens der jeweiligen Komponenten verwendet wird.
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Gemäß dem vorgestellten Verfahren ist es vorgesehen, dass zu einem ersten Zeitpunkt ein Referenzdatensatz ermittelt und mit einem zu mindestens einem von dem ersten Zeitpunkt unterschiedlichen zweiten Zeitpunkt ermittelten Vergleichsdatensatz abgeglichen wird. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Referenzdatensatz zu einem Zeitpunkt ermittelt wird, in dem jeweilige mittels des Referenzdatensatzes zu diagnostizierende Komponenten technisch in Ordnung, vorzugsweise neu sind. Entsprechend ist insbesondere vorgesehen, dass als erster Zeitpunkt ein Auslieferungstag bzw. ein produktionstechnischer Probelauf gewählt wird. Selbstverständlich kann als erster Zeitpunkt auch jeder weitere Zeitpunkt, wie bspw. ein Zeitpunkt einer Inbetriebnahme eines jeweiligen Fahrzeugs nach einer Reparatur oder nach einem Austausch von Komponenten des Fahrzeugs, gewählt werden.
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Durch einen Abgleich eines zu einem ersten Zeitpunkt bei einer ersten Übertragung eines Steuerbefehls in eine Bewegung eines Fahrzeugs ermittelten Referenzdatensatzes mit einem zu einem von dem ersten Zeitpunkt unterschiedlichen zweiten Zeitpunkt bei einer zweiten Übertragung des Steuerbefehls in eine Bewegung des Fahrzeugs ermittelten Vergleichsdatensatz kann auf einen Zustand einer einem entsprechenden Sensorsignal zugeordneten Komponente eines Fahrzeugs geschlossen werden. Sollte bspw. der Abgleich ergeben, dass zwischen dem Referenzdatensatz und dem Vergleichsdatensatz kein Unterschied, insbesondere kein statistisch signifikanter Unterschied besteht, kann darauf geschlossen werden, dass die entsprechende Komponente des Fahrzeugs technisch in Ordnung ist. Dabei kann der Abgleich mittels eines mathematischen Verfahrens, wie bspw. einer Subtraktion oder mittels eines maschinellen Lerners erfolgen.
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Unter Verwendung eines maschinellen Lerners, wie bspw. eines rekurrenten neuronalen Netzwerks oder alternativer, konventioneller Verfahren zur Mustererkennung, wie bspw. eines Verfahrens basierend auf sogenanntem „spektralen Clustering“, kann überprüft werden, ob sich komplexe Muster in bspw. von mehreren Sensoren ermittelten Signalen zwischen einem Referenzdatensatz und einem Vergleichsdatensatz unterscheiden, und ob eine entsprechende Komponente technisch in Ordnung oder defekt ist. Dazu ordnet der maschinelle Lerner den Vergleichsdatensatz bspw. einer Klasse „in Ordnung“ oder einer Klasse „defekt“ zu. Durch rekurrente neuronale Netzwerke lassen sich besonders effizient Muster erkennen, die sich über die Zeit hinweg ändern, wie bspw. Schwingungen bzw. charakteristische Eigenfrequenzen oder entsprechende Resonanzen. Es ist insbesondere vorgesehen, dass einem jeweiligen Sensor oder einer Auswahl von Sensoren jeweilige Komponenten eines Fahrzeugs zugeordnet sind, so dass bei einer erkannten Änderung entsprechender Sensorsignale auf einen Zustand der den jeweiligen Sensoren zugeordneter Komponenten geschlossen werden kann. So kann bspw. einem Beschleunigungssensor eine Antriebskomponente zugeordnet werden, so dass, wenn der Beschleunigungssensor bspw. bei einer Volllastbeschleunigung aus dem Stand einen Vergleichsdatensatz ermittelt, der sich von einem entsprechenden Vergleichsdatensatz unterscheidet, darauf geschlossen werden kann, dass der Zustand der Antriebskomponente nicht in Ordnung ist.
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Generell kann einer Komponente ein Sensor oder eine Mehrzahl Sensoren zugeordnet werden. Ein Sensor kann auch mehreren Komponenten zugeordnet werden, d. h. zur Überprüfung mehrerer Komponenten genutzt werden.
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In einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass der mindestens eine 6-Achsen-Bewegungssensor und die Schwingungssensoren Fahrzeugreaktionen in vertikaler Richtung relativ zum Fahrzeug und/oder in Querrichtung und/oder Längsrichtung des Fahrzeugs erfasst.
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Generell eignen sich zur Durchführung des vorgestellten Verfahrens alle Sensoren zum Erfassen von Fahrzeugreaktionen, die wiederum auf ein Übertragungsverhalten mindestens einer Komponente eines Fahrzeugs schließen lassen. Derartige Fahrzeugreaktionen können bspw. laterale Kräfte beim Lenken oder eine maximale negative Beschleunigung beim Bremsen bzw. ein Verlauf von beim Bremsen oder Lenken ermittelter Signale eines Beschleunigungssensors sein.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass als der mindestens eine Sensor ein 6-Achsen-Bewegungssensor gewählt wird.
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Um insbesondere Fahrzeugreaktionen, die typischerweise beim Bewegen eines Fahrzeugs entstehen, als Quelle für Signale zur Diagnose von Komponenten eines Fahrzeugs zu verwenden, ist insbesondere vorgesehen, dass die Signale mittels Sensoren zum Erfassen von Schwingungen und/oder Kräften, wie bspw. einem 6-Achsen-Bewegungssensor, erfasst werden. Ein 6-Achsen-Bewegungssensor erfasst bspw. Daten zu einer Beschleunigung und einer Dreh- bzw. Gierrate jeweils entlang einer X-, Y- und Z-Achse des Fahrzeugs. Die X-Achse ist dabei durch die Längsrichtung des Fahrzeugs, die Y-Achse durch die Querrichtung des Fahrzeugs und die Z-Achse durch die Höhe des Fahrzeugs definiert.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass zusätzlich mindestens ein Sensor der folgenden Liste an Sensoren oder eine Kombination daraus gewählt wird: Kraftmesser, Beschleunigungssensor, Vibrationsmesser und Lenkwinkelsensor.
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Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen mindestens einen 6-Achsen-Bewegungssensor und die Schwingungssensoren kann bspw. eine Amplitude einer Bewegung des Fahrzeugs in einem dreidimensionalen Raum aufgezeichnet, in einen Frequenzraum überführt und zur Diagnose eines Zustands mindestens einer Komponente des Fahrzeugs verwendet werden. Generell kann ein mittels des mindestens einen erfindungsgemäß vorgesehenen 6-Achsen-Bewegungssensors und der Schwingungssensoren ermitteltes Signal mittels jeder denkbaren mathematischen Transformation transformiert werden, um Informationen, die für einen Defekt der mindestens einen Komponente besonders relevant sind, aus den Daten zu extrahieren.
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Bei Defekten, die sich auf ein Schwingungsverhalten einer oder mehrerer Komponenten eines Fahrzeugs auswirken, eignet sich insbesondere eine mathematische Transformation von bspw. einer Amplitude pro Zeit in eine Frequenz, um ggf. auftretende Abweichungen im Schwingungsverhalten der entsprechenden Komponenten zu erkennen.
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Um Informationen, die für einen Zustand der mindestens einen Komponente des Fahrzeugs relevant sind, von Informationen, die für den Zustand der mindestens einen Komponente des Fahrzeugs irrelevant sind, zu unterscheiden, kann vorgesehen sein, dass von dem mindestens einen erfindungsgemäß vorgesehenen 6-Achsen-Bewegungssensor und den Schwingungssensoren ermittelte Daten gefiltert werden, so dass bspw. Signalanteile, die auf eine Anregung einer Straße oder auf ein reguläres Betriebsgeräusch eines Antriebs des Fahrzeugs zurückzuführen sind, nicht oder nur unterproportional in jeweiligen Daten des Referenzdatensatzes bzw. des Vergleichsdatensatzes repräsentiert werden.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass mittels des Referenzdatensatzes ein maschineller Lerner trainiert wird. Dazu ist vorgesehen, dass Daten aus dem Referenzdatensatz einer Klasse zugeordnet werden, gemäß derer kein Defekt vorliegt und Daten aus dem Vergleichsdatensatz dann einer Klasse zugeordnet werden, gemäß derer ein Defekt vorliegt, wenn die Daten aus dem Vergleichsdatensatz sich von den Daten aus dem Referenzdatensatz gemäß mindestens einem vorgegebenen Kriterium unterscheiden.
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Mittels eines maschinellen Lerners, wie bspw. eines rekurrenten neuronalen Netzwerks, einer spektralen Clusteranalyse oder jedes weiteren technisch geeigneten Klassifikationsverfahrens, kann ein Vergleichsdatensatz auch hinsichtlich komplexer Muster analysiert und schließlich einer Klasse „defekt“ oder einer Klasse „nicht defekt“ zugeordnet werden. Durch ein Training eines maschinellen Lerners an einem jeweiligen Fahrzeug kann der maschinelle Lerner exakt auf das jeweilige Fahrzeug abgestimmt werden. Dazu kann bspw. während einer Testfahrt oder nach einem Werkstattaufenthalt eine Kalibrierungsfahrt durchgeführt werden, während der der maschinelle Lerner trainiert wird.
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Um jeweilige von dem mindestens einen erfindungsgemäß vorgesehenen 6-Achsen-Bewegungssensor und den Schwingungssensoren erfasste Daten der mindestens einen Komponente in mindestens zwei Klassen zu klassifizieren und bspw. einen Defekt festzustellen, kann vorgesehen sein, dass jeweilige Daten dann einer Klasse „defekt“ zugeordnet werden, wenn sich die Daten aus dem Vergleichsdatensatz von den Daten aus dem Referenzdatensatz bzw. von jeweiligen Trainingsdaten gemäß mindestens einem vorgegebenen Kriterium unterscheiden. Es ist denkbar, dass ein derartiges Kriterium bspw. in Form eines Schwellenwerts oder einer Standardabweichung vorgegeben wird, oder selbst von dem maschinellen Lerner, bspw. in einer Testumgebung anhand einer defekten Komponente ermittelt wird. Es ist denkbar, dass das mindestens eine Kriterium bspw. von einem ersten Fahrzeug mit einem bestimmten Defekt der mindestens einen Komponente ermittelt und über eine Kommunikationsschnittstelle an ein zweites Fahrzeugs übertragen wird, so dass das zweite Fahrzeug einen Defekt der entsprechenden Komponente des zweiten Fahrzeugs, wie er in dem ersten Fahrzeug aufgetreten ist, frühzeitig erkennen und ggf. Gegenmaßnahmen treffen kann.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass für den Fall, dass ein Ergebnis des Abgleichs des Referenzdatensatzes mit dem Vergleichsdatensatz einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, der Zustand der mindestens einen dem mindestens einen Sensor zugeordneten Komponente des Fahrzeugs als defekt klassifiziert wird.
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Selbstverständlich kann der erfindungsgemäß vorgesehene Abgleich auch mittels einer Berechnung, wie bspw. einer Subtraktion oder einer Division eines Referenzdatensatzes und eines Vergleichsdatensatzes erfolgen. Dazu kann vorgesehen sein, dass dann die mindestens eine Komponente bzw. ein Zustand der mindestens einen Komponente als „defekt“ klassifiziert wird, wenn ein Ergebnis des Abgleichs bzw. ein Betrag des Ergebnisses des Abgleichs einen vorgegebenen Schwellenwert, der bspw. eine dreifache Standardabweichung betragen kann, übersteigt.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass, wenn der Zustand der mindestens einen dem mindestens einen Sensor zugeordneten Komponente des Fahrzeugs als defekt klassifiziert wurde, eine Fehlermeldung in einem Speicher des Fahrzeugs hinterlegt wird.
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Um einen Fahrer, ein Steuergerät des Fahrzeugs oder eine mit dem Fahrzeug in kommunikativer Verbindung stehende Recheneinheit über einen als defekt klassifizierten Vergleichsdatensatz zu informieren, kann, sobald ein Vergleichsdatensatz als defekt klassifiziert wurde, eine Fehlermeldung in einem Speicher hinterlegt und/oder an eine Ausgabeeinheit, wie bspw. eine Anzeigeeinheit übertragen werden, um dort ausgegeben zu werden.
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Es ist denkbar, dass ein Steuergerät eines jeweiligen Fahrzeugs für den Fall, dass eine Fehlermeldung in einem Speicher des Fahrzeugs hinterlegt wird, die Fehlermeldung ausliest und bspw. unter Verwendung einer Zuordnungstabelle einem Notprogramm zuordnet, so dass das Steuergerät das Notprogramm aktivieren und eine Verschlimmerung eines entsprechenden Defekts ggf. verhindern kann.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass die Fehlermeldung über eine Kommunikationsschnittstelle von dem Fahrzeug an einen Server übertragen wird. Dabei ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit der mindestens einen in der Fehlermeldung als defekt klassifizierten Komponente des Fahrzeugs, automatisch ein zeitlicher und logistischer Plan zur Instandsetzung der Komponente erstellt wird.
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Um eine Standzeit eines defekten Fahrzeugs bzw. eines Fahrzeugs mit einer defekten Komponente zu minimieren, kann vorgesehen sein, dass eine mittels des vorgestellten Verfahrens ermittelte Fehlermeldung und/oder ein zu einer Fehlermeldung führender Vergleichsdatensatz an einen Server übertragen wird. Durch den Server kann ein Instandsetzungsprozess für die entsprechend mindestens eine defekte Komponente des Fahrzeugs geplant und bspw. mit einer Werkstatt koordiniert werden. Dazu kann der Server bspw. automatisch zur Instandsetzung benötigte Ersatzteile bestellen und einen Termin zur Instandsetzung planen.
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Selbstverständlich kann auch vorgesehen sein, dass, wenn es sich bei einem jeweiligen Fahrzeug um ein autonom fahrendes Fahrzeug handelt, das Fahrzeug autonom zu einer vorab zur Instandsetzung des Fahrzeugs konfigurierten Werkstatt und nach der Instandsetzung wieder zu einem jeweiligen Nutzer gefahren wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein Zeitfenster, in dem das Fahrzeug zur Instandsetzung unterwegs sein wird, von dem Server geplant und einem jeweiligen Nutzer bspw. über eine Nachricht oder unter Verwendung eines Telefondienstes vorgeschlagen wird.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass ein jeweiliger Vergleichsdatensatz, gemäß dessen der Zustand der mindestens einen Komponente des Fahrzeugs als defekt klassifiziert wurde, mittels der Kommunikationsschnittstelle an den Server übertragen wird. Dabei ist vorgesehen, dass der Server anhand einer Vielzahl von an den Server übertragenen Vergleichsdatensätzen verschiedener Fahrzeuge eine statistische Auswertung von an jeweiligen sich entsprechenden Komponenten der verschiedenen Fahrzeuge auftretenden Defekten berechnet.
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Um ein Verhalten jeweiliger sich entsprechender Komponenten einer Fahrzeugflotte zu analysieren und bspw. einen Defekt einer Komponente an einem jeweiligen Fahrzeug vorauszusagen, können Vergleichsdatensätze, die jeweilige Defekte von sich entsprechenden Komponenten verschiedener Fahrzeuge repräsentieren, statistisch ausgewertet werden. Mittels einer derartigen statistischen Auswertung kann bspw. ein Muster in jeweiligen Vergleichsdatensätzen erkannt werden, das, wenn das Muster in einem Vergleichsdatensatz eines Fahrzeugs auftritt, einen Defekt einer Komponente dieses Fahrzeugs anzeigen kann.
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Ferner betrifft die vorgestellte Erfindung ein Diagnosesystem für ein Fahrzeug, mit mindestens einem 6-Achsen-Bewegungssensor und mehreren Schwingungssensoren zum Erfassen eines Übertragungsverhaltens der mindestens einen Komponente des Fahrzeugs und einem Steuergerät, wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, einen zu einem ersten Zeitpunkt mittels des mindestens einen 6-Achsen-Bewegungssensors und der Schwingungssensoren bei einer ersten Übertragung eines Steuerungsbefehls in eine Bewegung des Fahrzeugs ermittelten Referenzdatensatz des Übertragungsverhaltens der mindestens einen Komponente des Fahrzeugs mit einem zu mindestens einem von dem ersten Zeitpunkt unterschiedlichen zweiten Zeitpunkt mittels des mindestens einen 6-Achsen-Bewegungssensors und der Schwingungssensoren bei einer zweiten Übertragung des Steuerbefehls in eine Bewegung des Fahrzeugs ermittelten Vergleichsdatensatz des Übertragungsverhaltens der mindestens einen Komponente des Fahrzeugs abzugleichen und in Abhängigkeit des Abgleichs auf einen Zustand der mindestens einen Komponente des Fahrzeugs zu schließen.
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Das vorgestellte Diagnosesystem dient insbesondere zur Durchführung des vorgestellten Verfahrens.
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Es ist insbesondere vorgesehen, dass jeweiligen Sensoren eines Fahrzeugs jeweilige Komponenten zugewiesen werden, so dass anhand durch einen jeweiligen Sensor ermittelter Signale auf einen Zustand jeweiliger dem Sensor zugeordneter Komponenten geschlossen werden kann.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben.
- 1 zeigt eine schematische Darstellung eines zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens konfigurierten Fahrzeugs.
- 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufs einer möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufs einer weiteren möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In 1 ist ein Fahrzeug 1 dargestellt, das einen 6-Achsen-Beschleunigungssensor 3, ein Steuergerät 5 und Schwingungssensoren zum Erfassen eines Dämpfungsverhaltens des Fahrzeugs 1, wie durch Pfeile 7 angedeutet, umfasst.
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Um einen Defekt an einem Dämpfungssystem des Fahrzeugs 1 zu diagnostizieren, wobei das Dämpfungssystem des Fahrzeugs 1 hier einer Komponente entspricht, deren Übertragungsverhalten beim Übertragen eines Steuerungsbefehls in eine Bewegung des Fahrzeugs zu erfassen ist, werden von dem 6-Achsen-Beschleunigungssensor 3 und den Schwingungssensoren zum Erfassen des Dämpfungsverhaltens des Fahrzeugs 1 ermittelte Signale während einer Testfahrt im Rahmen einer Montage des Fahrzeugs 1 in einem Referenzdatensatz gesichert und gemäß dem in 2 dargestellten Schema ausgewertet.
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In 2 ist ein Ablaufschema 10 zur Diagnose eines Zustands von Komponenten des in 1 gezeigten Fahrzeugs 1 dargestellt. Mittels einer Sensorik 11 des Fahrzeugs 1, d. h. mittels des 6-Achsen-Beschleunigungssensors 3 und den Schwingungssensoren zum Erfassen des Dämpfungsverhaltens des Fahrzeugs 1 werden ein Referenzdatensatz 15 und ein Vergleichsdatensatz 17 ermittelt.
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Zum Ermitteln des Referenzdatensatzes 15 kann es vorgesehen sein, dass das Fahrzeug 1 im Rahmen einer Testfahrt während einer Produktion des Fahrzeugs 1 eine Reihe von Steuerungsbefehlen ausführt und entsprechend die Steuerungsbefehle in eine Bewegung überträgt.
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Während eines Betriebs des Fahrzeugs 1 nach einer Auslieferung werden von dem 6-Achsen-Beschleunigungssensor 3 und den Schwingungssensoren zum Erfassen des Dämpfungsverhaltens des Fahrzeugs 1 ermittelte Signale in dem Vergleichsdatensatz 17 gesichert. Dazu kann vorgesehen sein, dass immer dann, wenn das Fahrzeug 1 einen Steuerungsbefehl erhält, der einem Steuerungsbefehl entspricht, der zum Erstellen des Referenzdatensatzes 15 verwendet wurde, die von dem 6-Achsen-Beschleunigungssensor 3 und den Schwingungssensoren zum Erfassen des Dämpfungsverhaltens des Fahrzeugs 1 ermittelten Signale von einem Steuergerät 5 gesichert werden. Bspw. kann der Vergleichsdatensatz 17 bei einem bestimmten Lenkmanöver oder einem bestimmten Bremsverhalten ermittelt werden.
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Sobald der Vergleichsdatensatz 17 verfügbar ist, wird der Vergleichsdatensatz 17 mit dem Referenzdatensatz 15 bzw. einem Teil des Referenzdatensatzes 15, der einem dem Vergleichsdatensatz 17 zugrundeliegenden Steuerungsbefehl entspricht, in einem Abgleichschritt 19 abgeglichen. Dazu kann bspw. eine Differenz zwischen dem Referenzdatensatz 15 und dem Vergleichsdatensatz 17 berechnet und ein entsprechendes Ergebnis mit einem vorgegebenen Schwellenwert, wie bspw. einer dreifachen Standardabweichung des Referenzdatensatzes abgeglichen werden. Sollte das Ergebnis der Differenzberechnung größer sein als der Schwellenwert, kann davon ausgegangen werden, dass der Vergleichsdatensatz eine Abweichung zu dem Referenzdatensatz zeigt, so dass bspw. das Dämpfungssystem des Fahrzeugs nicht mehr einem Auslieferungszustand entspricht und als defekt klassifiziert werden muss. Entsprechend wird eine Fehlermeldung für bspw. das Dämpfungssystem des Fahrzeugs 1 in einem Speicherschritt 21 in einem Speicher des Fahrzeugs 1 hinterlegt und die Fehlermeldung in einem Ausgabeschritt 23 bspw. auf einer Anzeigeeinheit ausgegeben oder zu einem Server einer Werkstatt übertragen, wie durch Symbole 25, 27 und 29 angedeutet.
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In 3 ist ein Prozess zur Instandsetzung des Fahrzeugs 1 dargestellt, nachdem eine Fehlermeldung an eine Werkstatt 30 übertragen wurde.
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Um eine Standzeit des Fahrzeugs 1 zu minimieren, werden von dem Fahrzeug 1 Daten zu einer jeweiligen erkannten Fehlermeldung und ggf. ein entsprechender Referenzdatensatz an die Werkstatt 30 übertragen, wie durch Symbol 31 angedeutet. Entsprechend erhält die Werkstatt 30 Informationen zu Schäden, Nutzungsprofilen und einer Qualität von Komponenten des Fahrzeugs 1, so dass ggf. vorhandene Qualitätsprobleme an jeweiligen Komponenten erkannt und ausgebessert werden können.
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Auf Grundlage der von dem Fahrzeug 1 übertragenen Informationen kann die Werkstatt 30 ggf. Informationen über die Fehlermeldung, einen Instandsetzungsprozess oder weitere für einen Nutzer des Fahrzeugs 1 relevante Daten an das Fahrzeug 1 oder direkt zu bspw. einem Computersystem des Nutzers übertragen, so dass sich der Nutzer über den Instandsetzungsprozess informieren und diesen ggf. steuern kann.
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Die Werkstatt 30 koordiniert den Instandsetzungsprozess und bestellt ggf. benötigte Teile bei einem Zulieferer 33, wie durch Pfeil 35 angedeutet und/oder wählt einen Servicepartner 37 zur Durchführung von Instandsetzungsmaßnahmen. Anschließend koordiniert die Werkstatt 30 einen Termin zur Durchführung der Instandsetzungsmaßnahmen mit einem Nutzer des Fahrzeugs 1 und/oder übermittelt einen Steuerungsbefehl an das Fahrzeug 1, um das Fahrzeug 1 in einem autonomen Betriebsmodus zu dem Servicepartner 37 fahren zu lassen.