-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur externen Detektion von Anomalien bei Kraftfahrzeugen während des laufenden Betriebs. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Sensorvorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens-
-
Stand der Technik
-
Eine Fehlfunktion oder ein defektes Bauteil fällt in der Regel erst auf, wenn das Kraftfahrzeug in einer Werkstatt ist oder es zu einem Totalausfall kommt. Jedoch können auch manche Fehler nicht bei einem regulären Werkstattbesuch aufgefunden werde, da dort das Fahrzeug meist lediglich auf eine Hebebühne gebracht wird. Das Fahrzeug wird jedoch nicht während des Betriebs untersucht. Viele Fehler treten jedoch nur während des Betriebs des Fahrzeugs auf. Obwohl heutige Kraftfahrzeuge über eine Vielzahl an Sensoren verfügen, können mit den derzeit standardmäßig verbauten Sensoren nicht alle vorkommenden Fehler detektiert werden.
-
Die
WO 2018/197076 A1 offenbart ein Verfahren zum Durchführen einer Diagnose eines Fahrzeug-Sensorsystems eines autonomen Fahrzeugs. Die Diagnose wird dabei mit Hilfe eines Sensorsystems eines weiteren Autonomen Fahrzeuges durchgeführt. Dazu werden verschiedene Werte beider Sensorsysteme miteinander verglichen, um bei einer Identität der Werte auf eine ordnungsgemäße Funktionsweise und bei einer Abweichung auf einen Fehler zu schließen.
-
Die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe liegt darin, ein Verfahren anzugeben, mit welchem auf wirtschaftlicher Weise potentielle Ausfälle oder Fehlfunktionen eines Kraftfahrzeuges frühzeitig erkannt werden.
-
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur Detektion von Anomalien bei Kraftfahrzeugen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur externen Detektion von Anomalien bei Kraftfahrzeugen während des laufenden Betriebs. Unter einer externen Detektion wird verstanden, dass die Detektierung nicht durch Einrichtungen des Kraftfahrzeugs selber durchgeführt wird. Eine Anomalie ist dabei ein Zustand, welcher nicht mehr einem normalen Zustand entspricht. Die Anomalie kann dabei zu einem Fehler oder Ausfall des Kraftfahrzeuges führen. Der laufende Betrieb des Kraftfahrzeugs betrifft dabei die normale Benutzung des Kraftfahrzeuges auf einer Straße oder Autobahn.
-
Das Verfahren umfasst dabei die Schritte des Detektierens von Sensordaten eines fahrenden Kraftfahrzeuges mittels einer externen Sensorvorrichtung, des Übermittelns der Sensordaten an eine Verarbeitungseinheit, des Auswertens der Sensordaten durch Vergleich von in einer Datenbank gespeicherter Sensordaten oder mittels eines trainierten Machine Learning Systems (MLS), ob eine potentielle Anomalie des Kraftfahrzeuges vorliegt, und des Ausgebens einer Fehlermeldung, für den Fall, dass eine potentielle Anomalie detektiert wurde.
-
Die externe Sensorvorrichtung ist eine Sensorvorrichtung, welche nicht in dem Kraftfahrzeug angeordnet ist. Mit der Sensorvorrichtung können beispielsweise Sensordaten als optische, akustische oder elektromagnetische Sensordaten erfasst werden. Anhand der Sensordaten wird ermittelt, ob eine Anomalie vorliegt. Dadurch können Anomalien festgestellt werden, die nicht mit der in dem Kraftfahrzeug verbauten Sensorik ermittelbar sind. Ebenso können Anomalien bereits detektiert werden, bevor es zu einem Ausfall des Kraftfahrzeuges kommt.
-
Die Sicherheit des Fahrers wird dadurch erhöht. Auch können Folgeschäden aufgrund eines verspäteten Entdeckens des Fehlers oder Anomalie vermieden werden. Dadurch werden die Betriebskosten eines Kraftfahrzeuges gesenkt.
-
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Schritt des Detektierens von Sensordaten mittels einer in einem externen Kraftfahrzeug untergebrachten Sensorvorrichtung durchgeführt. Ein externes Kraftfahrzeug ist ein Fahrzeug, welches beispielsweise an dem zu detektierenden Kraftfahrzeug vorbei oder hinter diesem fährt. Aufgrund der Tatsache, dass das Kraftfahrzeug einer Vielzahl an externen Kraftfahrzeugen begegnet, kann eine Anomalie frühzeitig erkannt werden, so dass die Verkehrssicherheit erhöht wird.
-
Die Sensorvorrichtung des externen Kraftfahrzeuges ist dabei vorzugsweise eine Sensorvorrichtung, die zum Detektieren der Fahrzeugumgebung, beispielsweise für das assistierte oder autonome Fahren standardmäßig verbaut ist. Dadurch muss keine gesonderte Sensorvorrichtung verbaut werden, so dass das Verfahren wirtschaftlich durchführbar ist.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Schritt des Detektierens von Sensordaten mittels einer in einer Straßeninfrastruktur untergebrachten Sensorvorrichtung durchgeführt. Als Straßeninfrastruktur werden dabei alle zur Straße gehörenden, den Verkehr leitenden oder überwachenden Baueinheiten verstanden. Eine Vielzahl dieser Straßeninfrastrukturelemente weisen bereits Sensorvorrichtungen auf, die über eine Kommunikationsverbindung mit einer Verarbeitungseinheit verbunden sind. Es muss somit keine zusätzliche Infrastruktur vorgesehen werden, so dass das Verfahren wirtschaftlich ausgeführt werden kann. Zusätzlich zu den Überwachungsaufgaben können die Sensordaten hinsichtlich Anomalien an Kraftfahrzeugen analysiert werden, wodurch lediglich ein weiterer Auswerteschritt hinzukommt.
-
Vorzugsweise wird eine Anomalie festgestellt, falls unter Berücksichtigung der äußeren Randbedingungen der Messung wenigstens ein gemessener Wert von einem in der Datenbank hinterlegten Toleranzbereich abweicht. Äußere Randbedingungen sind dabei Einflüsse, die das Ergebnis beeinflussen.
-
Randbedingungen können beispielsweise der Typ des zu detektierenden Kraftfahrzeuges, das aktuelle Wetter und äußere Störeinflüsse, wie andere vorbeifahrende Fahrzeuge, sein. Unter Beachtung dieser Randbedingungen kann für jeden Sensorwert ein Bereich definiert werden, welcher als normal gilt, und ein solcher, bei dem eine potentielle Anomalie vorliegt. Dies hat den Vorteil, dass die Vorhersage einer potentiellen Anomalie verbessert ist.
-
In einer vorteilhaften Weiterbildung werden die Sensordaten an eine Verarbeitungseinheit des zu detektierenden Kraftfahrzeuges übermittelt. Die Sensordaten können somit direkt in der Verarbeitungseinheit ausgewertet werden. Diese Sensordaten können gespeichert und bei einem späteren Werkstattbesuch abgerufen werden, so dass die detektierte Anomalie nochmals in der Werkstatt überprüft werden kann.
-
Vorteilhafterweise werden die Sensordaten an eine Verarbeitungseinheit in einer Cloud übermittelt. Eine Verarbeitungseinheit in einer Cloud hat den Vorteil, dass die Rechenkapazität wesentlich höher ist als die einer im Kraftfahrzeug verbauten Verarbeitungseinheit. Entsprechend kann so schneller ein genaueres Ergebnis erzielt werden. Die von der Cloud erhaltenen Sensordaten können mit Daten von anderen externen Kraftfahrzeugen für dasselbe Kraftfahrzeug verglichen werden, um somit eventuelle Fehlmessungen zu reduzieren. Die in der Cloud verwendete Datenbank weist zusätzlich einen wesentlich größeren Speicher auf, mit welchem die unterschiedlichen Randbedingungen deutlich besser betrachtet werden können.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird die Fehlermeldung an das zu detektierende Kraftfahrzeug und/oder andere Kraftfahrzeuge übermittelt. Der Fahrer des Kraftfahrzeuges wird mittels einer Fehlermeldung über die vorliegende Anomalie informiert. Dadurch kann der Fahrer frühzeitig die weiteren Schritte einleiten. Zusätzlich können auch andere, in der Umgebung befindliche Kraftfahrzeuge informiert werden. Dadurch werden die in der Umgebung des zu detektierenden Kraftfahrzeuges fahrenden externen Kraftfahrzeuge frühzeitig über eine potentielle Gefahr informiert, beispielsweise einen Ölverlust des Kraftfahrzeuges. Die Sicherheit der in der Umgebung fahrenden Kraftfahrzeuge wird dadurch verbessert. In einer alternativen Ausführungsform kann die Fehlermeldung auch über die Cloud an die in der Umgebung fahrenden Kraftfahrzeuge ausgegeben werden.
-
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung fordert die Verarbeitungseinheit des zu detektierenden Kraftfahrzeugs die Detektierung der Sensordaten bei einer externen Sensorvorrichtung an. Obwohl die Sensorik des zu detektierenden Fahrzeuges selber die hier beschriebenen Anomalien nicht detektieren kann, kann die Verarbeitungseinheit aufgrund von anderen Sensorwerten einen Fehlerverdacht haben. Dementsprechend kann proaktiv eine Detektierung bei einer externen Sensorvorrichtung angefordert werden.
-
Vorteilhafterweise gibt die Verarbeitungseinheit des zu detektierenden Kraftfahrzeugs hierfür zusätzlich den zu detektierenden Sensorwert vor. Ein Fehler, welcher beispielsweise lediglich optisch erkennbar ist, kann somit über den entsprechenden Sensor der externen Sensorvorrichtung ermittelt werden. Dadurch kann beispielsweise abgeklärt werden, ob die von der Verarbeitungseinheit vermutete Anomalie vorliegt. Die Verarbeitungseinheit kann dadurch während der Fahrt bei der Fehlersuche unterstützt werden.
-
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird zusätzlich durch ein System zum Durchführen des Verfahrens gelöst. Das System umfasst dabei eine externe Sensorvorrichtung mit wenigstens einem Sensor zum Detektieren extern erfassbarer Sensordaten, eine Verarbeitungseinheit zum Auswerten der Sensordaten und eine Ausgabeeinheit zum Ausgeben einer Fehlermeldung. Unter extern erfassbaren Sensordaten werden die Sensorwerte verstanden, welche lediglich durch eine externe, und damit nicht über die eigene Sensorik, erfasst werden kann. Die verschiedenen Komponenten des System können dabei an verschiedenen Orten wie in einer Cloud, in externen Kraftfahrzeugen, in dem zu detektierenden Kraftfahrzeug und/oder der Straßeninfrastruktur angeordnet sein. Mit einem solchen System werden im Wesentlichen die zu dem Verfahren genannten Vorteile erzielt.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Systems zum Durchführen des Verfahrens;
- 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Systems zum Durchführen des Verfahrens; und
- 3 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur externen Detektion von Anomalien bei Kraftfahrzeugen.
-
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Systems zum Durchführen des Verfahrens gezeigt. Die 1 zeigt ein zu detektierendes Kraftfahrzeug 10 und ein externes Kraftfahrzeug 14. Das externe Kraftfahrzeug 14 fährt in diesem Ausführungsbeispiel neben dem zu detektieren Kraftfahrzeug 10. Das externe Kraftfahrzeug 14 weist eine Sensorvorrichtung 18 auf, mit welcher in der Regel das Fahrzeugumfeld, beispielsweise für ein autonomes Fahren, erfasst wird. Diese Sensorvorrichtung 18 umfasst dabei Ultraschallsensoren, Kamerasensoren (nicht gezeigt) und Radarsensoren (nicht gezeigt). Mittels dieser Sensorvorrichtung 18 können Sensordaten des fahrenden und zu detektierenden Kraftfahrzeugs 10 erfasst werden.
-
Das externe Kraftfahrzeug 14 weist zudem eine Sendeeinheit 26 auf, mit welcher die Sensordaten über eine drahtlose Kommunikationsverbindung 30 an eine Cloud 34 übermittelt werden. Die hier gezeigte drahtlose Kommunikationsverbindung 30 ist eine Mobilfunkverbindung. In der Cloud 34 ist eine Verarbeitungseinheit 38 angeordnet, mit welcher die Sensordaten ausgewertet werden. Die erfassten Sensordaten, wie Bilddaten oder Radardaten, werden mit entsprechenden Werten einer Datenbank 42 verglichen. Für den Fall, dass die Sensordaten einen Toleranzbereich verlassen, wird eine Fehlermeldung an das zu detektierende Kraftfahrzeug 10 gesendet. Das Kraftfahrzeug 10 weist eine Empfangseinheit 46 auf, mit welcher die Fehlermeldung empfangbar ist. Die Fehlermeldung wird dem Fahrer anschließend angezeigt.
-
Ein zweites Ausführungsbeispiel eines Systems zum Durchführen des Verfahrens ist in 2 gezeigt. Im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel werden die Sensordaten nicht durch ein weiteres Kraftfahrzeug 14, sondern durch eine Sensorvorrichtung 18 in der Straßeninfrastruktur 50 erfasst. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Straßeninfrastruktur 50 eine Ampel und die Sensorvorrichtung 18 eine Kamera. Mittels einer Sendeeinheit (nicht gezeigt) übermittelt die Sensorvorrichtung 18 dem zu detektierenden Kraftfahrzeug 10 die Sensordaten. Die über die Empfangseinheit 46 des Kraftfahrzeugs 10 empfangenen Sensordaten werden anschließend an eine Verarbeitungseinheit 54 des Kraftfahrzeuges 10 übermittelt. Die Verarbeitungseinheit 54 vergleicht die Sensordaten anschließend mit Referenzdaten aus einer Datenbank 58. Falls in den hier als Bildmaterial übermittelten Sensordaten eine Anomalie, wie beispielsweise austretender Rauch, detektiert wird, wird eine Fehler- bzw. Warnmeldung an den Fahrer ausgegeben.
-
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur externen Detektion von Anomalien F bei Kraftfahrzeugen 10. In einem ersten Schritt A werden die Sensordaten des zu detektierenden und fahrenden Kraftfahrzeuges 10 mittels einer Sensorvorrichtung 18 ermittelt. Die Sensordaten werden in einem nächsten Schritt B an eine Verarbeitungseinheit 38, 54 übermittelt. Die Übermittelung kann dabei über eine drahtlose Kommunikationsverbindung 30 durchgeführt werden.
-
In einem darauffolgenden Schritt C werden die Sensordaten ausgewertet. Dabei werden insbesondere auch äußere Randbedingungen, wie beispielsweise der Typ des zu detektierenden Kraftfahrzeuges 10, das aktuelle Wetter und äußere Störeinflüsse, betrachtet. Die Sensordaten werden dann mit Referenzdaten aus einer Datenbank 42, 58 verglichen. Die Referenzdaten können dabei einen Toleranzbereich angeben. Falls der Toleranzbereich überschritten wird, wird eine Anomalie F festgestellt. Alternativ können die Sensordaten auch in ein trainiertes Machine Learning System eingegeben werden, mit welchem eine Anomalie F festgestellt werden kann.
-
Falls eine Anomalie F vorliegt, wird in einem nächsten Schritt D eine Fehlermeldung ausgegeben. Diese Fehlermeldung wird dem Fahrer anschließend angezeigt.
-
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird vor dem Schritt A noch ein weiterer, in 3 gestrichelt dargestellter Schritt A' durchgeführt. In diesem Schritt A' wird von der Verarbeitungseinheit 54 des zu detektierenden Kraftfahrzeugs 10 eine Detektierung von Sensordaten von einer externen Sensorvorrichtung 18 angefordert. Dies wird beispielsweise aufgrund einer durch die Verarbeitungseinheit 54 des zu detektierenden Kraftfahrzeugs 10 vermuteten Anomalie durchgeführt. Dabei kann wenigstens ein bestimmter Sensorwert angefordert werden, um die die vermutete Anomalie abzuklären.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
