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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Einrichtung zur Übertragung von Fahrzeugdaten an ein Backend.
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Für Hersteller oder Erstausrüster (Original Equipment Manufacturer, OEM) von Fahrzeugen, insbesondere von (zumindest teilweise) autonom fahrenden Fahrzeugen ist es von großer Bedeutung, während der späteren Kundennutzung seiner (automatisierten) Fahrzeuge Zugriff auf möglichst viele der gespeicherten Fahrzeugdaten zu erhalten, um die Fahrzeuge und/oder Fahrzeugflotte stetig weiter verbessern zu können. Beispielsweise ist es denkbar, dass von einem Fahrzeug Informationen zu kritischen Fahrsituationen oder Unfällen an den OEM übermittelt werden, um eine analoge oder ähnliche Situation zukünftig vermeiden zu können.
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Informationen zu Fahrzeugdaten werden bereits von OEMs ermittelt. Die Übertragung der Daten von einem Fahrzeug an den OEM erfolgt beispielsweise während einer Wartung des Fahrzeugs durch eine Techniker. Verstärkt wird jedoch auch das Mobilfunknetz zur Datenübertragung genutzt. Dies erlaubt die Datenübertragung unabhängig von einer Wartung und kann ohne einen Techniker erfolgen, der direkten Zugang zum Fahrzeug hat.
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Im Zuge einer zunehmenden Automatisierung von Fahrfunktionalitäten fallen jedoch hohe Datenmengen an, der die Nutzung des Mobilfunknetz zum Datentransfer und den Upload von Fahrzeugdaten in ein Backend impraktikabel macht. Es wird davon ausgegangen, dass beispielsweise in elektrischen, automatisierten Fahrzeugen während der zu erwartenden Kundennutzung Daten in einem Volumen von etwa 200 GB pro Monat generiert werden. Die Übertragung einer so großen Datenmenge eines einzelnen Fahrzeugs fordert bereits eine vergleichsweise lange stabile Datenverbindung, da im Uplink (beispielsweise einem Datentransfer vom Fahrzeug zum Backend des OEM) nicht so hohe Datenraten möglich sind, wie im Downlink (beispielsweise einem Datentransfer vom Backend des OEM zum Fahrzeug).
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Bei einer großen (beispielsweise autonom fahrenden) Fahrzeugflotte, die derart große Datenmengen über das Mobilfunknetz übertragen wollte, würde das Mobilfunknetzt (zumindest lokal) an die Kapazitätsgrenze stoßen oder sogar überlastet werden. Derart große Mengen von Fahrzeugdaten können somit nicht über das mobile Netz des betreffenden Fahrzeugs zum Backend des OEM hochgeladen werden. Der OEM benötigt diese Daten jedoch, beispielsweise zur Verbesserung (zukünftiger) Fahrzeuge und deren Funktionalitäten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Übertragung von Fahrzeugdaten an ein Backend bereitzustellen, welche die Ressourcen und die Kapazität des Mobilfunknetzes schont.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Übertragung von Fahrzeugdaten an ein Backend zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus:
- - Erfassung von Fahrzeugdaten,
- - Abschätzen der Zeit bis zum nächsten Ladevorgang der Fahrzeugantriebsenergie,
- - Clustern der Fahrzeugdaten in zeitkritische Fahrzeugdaten und nichtzeitkritische Fahrzeugdaten,
- - Übertragung der zeitkritischen Fahrzeugdaten über eine erste kabellose Datenverbindung,
- - Vorhalten der nichtzeitkritischen Fahrzeugdaten in einer fahrseitigen Speichereinrichtung,
- - Übertragung der nichtzeitkritischen Fahrzeugdaten während eines Ladevorgangs der Fahrzeugantriebsenergie über eine zweite Datenverbindung
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Erfindungswesentlich ist somit, dass die Fahrzeugdaten in zeitkritische Fahrzeugdaten und nichtzeitkritische Fahrzeugdaten geclustert werden und zeitkritischen Fahrzeugdaten und die nichtzeitkritischen Fahrzeugdaten über verschiedene Datenverbindungen übertragen werden.
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„Clustern“ soll im Sinn der vorliegenden Erfindung verstanden werden, als einen Datensatz nach bestimmten Kriterien zu Klassifizieren und Daten die ein bestimmtes Kriterium erfüllen [zu einem Cluster] zusammenfassen. Ein „Cluster“ wird dementsprechend als eine Gruppe von Datensätzen verstanden, die gemeinsam haben, dass sie alle wenigstens ein bestimmtes Kriterium erfüllen.
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Da zu erwarten ist, dass in einer zukünftigen Produktpalette Elektrofahrzeuge einen maßgeblichen Anteil ausmachen werden, und diese regelmäßig für einen längeren Zeitraum an Ladesäulen angeschlossen werden müssen, bietet es sich an, diese Ladezeiten für eine Datenübertragung zu nutzen.
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Als Datenübertragung wird vorzugsweise der Upload von im Fahrzeug generierten Daten in ein Backend verstanden. Der überwiegende Teil der Daten ist nicht zeitkritisch, weshalb Uploads in den gleichen Zeitintervallen wie Ladevorgänge ausreichend sind. Der Download von Daten aus dem Backend zum Fahrzeug kann jedoch ebenfalls während dieser Zeiten realisiert sein. So ist es beispielsweise möglich, Updates auf Komponenten des Fahrzeugs einzuspielen.
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In den Stillstandzeiten während des Ladens besteht bereits durch das Ladekabel eine temporäre Verbindung zur (Lade-) Infrastruktur. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Datenleitung in das Ladekabel integriert, sodass mit der Verbindung des Ladekabels mit dem Fahrzeug auch eine Datenverbindung zwischen Ladestation und Fahrzeug hergestellt wird. Dies hat den Vorteil, dass eine kabelgebundene Datenverbindung, welche einen hohen Datendurchsatz bietet, realisiert werden kann, ohne zusätzliche Schritte (beispielsweise des Fahrzeugführers) zu erfordern.
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Ein weiterer erfindungswesentlicher Schritt besteht im Clustern der Fahrzeugdaten in zeitkritische Fahrzeugdaten und nichtzeitkritische Fahrzeugdaten dies erfolgt vorzugsweise durch eine fahrzeugseitige Rechnereinrichtung.
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Die Rechnereinrichtung schätzt vorzugsweise zunächst eine Zeit bis zum nächsten notwendigen Ladevorgang ab. Dazu kann beispielsweise der Ladezustand einer Fahrzeugbatterie oder der Füllstand eines Tanks herangezogen werden. Ebenfalls denkbar und in einigen Ausführungsformen bevorzugt ist jedoch auch, dass zur vorhersage des nächsten Ladevorgangs eine entsprechende Routenplanung eines Navigationsgeräts herangezogen wird. Die zu erwartenden Zeit bis zum nächsten Ladevorgang, wird im Folgenden auch als „Tlad“ bezeichnet.
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Als Ladevorgang im Sinn dieser Erfindung soll jegliche Ladung einer zum Antrieb des Fahrzeugs geeigneten Energieform verstanden werden. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Energieform um elektrische Energie, die in Form von Strom geladen wird. Ebenfalls denkbar wäre jedoch auch das Laden einer in Form chemischer Verbindungen gespeicherter Energie in einen dazu eingerichteten Tank, beispielsweise in Form flüssiger Kraftstoffe, insbesondere auf Kohlenwasserstoffbasis.
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Bei dem Clustern der Fahrzeugdaten in zeitkritische Fahrzeugdaten und nichtzeitkritische Fahrzeugdaten wird vorzugsweise durch die Rechnereinrichtung zunächst ein spätester möglicher Übertragungszeitpunkt zugeordnet, welcher im Folgenden auch als „Tthres“ bezeichnet wird. Anschließend wird vorzugsweise für jeden Datensatz individuell geprüft, ob der für diese Daten späteste mögliche Übertragungszeitpunkt Tthres vor dem für den nächsten Ladevorgang vorherberechneten Zeitpunkt Tlad liegt (Tthres < Tlad). Ist dieses Merkmal für einen Datensatz erfüllt, wird dieser Datensatz vorzugsweise als zeitkritische Fahrzeugdaten eingestuft.
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Ein Datensatz, bei welchem der späteste mögliche Übertragungszeitpunkt Tthres gleich oder nach dem für den nächsten Ladevorgang vorherberechneten Zeitpunkt Tlad liegt (Tthres ≥ Tlad) wird vorzugsweise den nichtzeitkritischen Fahrzeugdaten zugeordnet.
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Um sicherzustellen, dass daten, die zu einem bestimmten Zeitpunkt an das Backend übertragen worden sein müssen auch wirklich zu diesem Zeitpunkt übertragen worden sind, ist es möglich und in einigen Ausführungsformen bevorzugt, dem für den nächsten Ladevorgang vorherberechneten Zeitpunkt Tlad eine Pufferzeit („Tbuff“) abzuschlagen und/oder dem spätesten möglichen Übertragungszeitpunkt Tthres eines Datensatzes eine Pufferzeit zuzuschlagen.
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Ist beispielsweise der nächste Ladevorgang für einen Zeitpunkt vorhergesagt und für einen bestimmten Datensatz (D1) als Tthres(D1) ein Zeitpunkt kurz nach Tlad festgelegt, beispielsweise Tthres(D1) = Tlad + 60 s könnte bereits eine geringe Verzögerung („Tdel“) im Fahrtablauf dazu führen, dass die Übertragung dieses Datensatzes bei Übertragung während des Ladevorgangs der Antriebsenergie nicht rechtzeitig abgeschlossen werden könnte. Um dies zu vermeiden kann der für den nächsten Ladevorgang vorherberechneten Zeit Tlad eine Pufferzeit abgezogen werden und/oder der spätesten möglichen Übertragungszeit Tthres eine Pufferzeit zugerechnet werden. Die Pufferzeit kann beliebig festgelegt werden, beispielsweise auf 300, 600 oder 900 s. Wird beispielsweise in oben genanntem Beispiel der für den nächsten Ladevorgang vorhergesagten Zeit eine Pufferzeit von 300 s abgezogen (Tlad - Tbuff = Tlad') ergäbe sich, dass die spätest mögliche Übertragungszeit Tthres(D1) kleiner als die um die Pufferzeit reduzierte Zeit bis zum nächsten Ladevorgangs wäre (Tthres(D1) ≤ Tlad') und dieser Datensatz D1 damit als zeitkritische Fahrzeugdaten eingestuft würde.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch die Pufferzeit nicht von der für den nächsten Ladevorgang vorhergesagten Zeit abgezogen, sondern dem spätesten möglichen Übertragungszeitpunkt Tthres eines Datensatzes eine Pufferzeit zugeschlagen. Dies hat gegenüber der oben dargestellten Ausführungsform den Vorteil, dass jedem Datensatz individuell eine Pufferzeit zugewiesenen werden kann. Dies erlaubt es die Datensätze durch Zuweisung verschiedener Pufferzeiten weiter zu priorisieren. Datensätzen die zu einem bestimmten Zeitpunkt im Backend vorliegen müssen, können lange Pufferzeiten zugeordnet werden, so dass sie als zeitkritischen Fahrzeugdaten behandelt werden und bereits bei vergleichsweise geringer Überschreitung der Zeit bis zum nächsten Ladevorgang eine Übertragung dieser Daten sichergestellt ist.
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Mittels geeigneter Übertragungseinrichtungen werden die zeitkritischen Fahrzeugdaten über eine erste kabellose Datenverbindung übertragen.
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Bei den als zeitkritische Fahrzeugdaten eingestuften Daten kann es sich beispielsweise um Daten handeln, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die Positionsdaten des Fahrzeugs, Daten zu einer von den Sensoren des Fahrzeugs ermittelten aktuellen Verkehrsdichte im Bereich des Fahrzeugs, Daten zur aktuellen Fahrbahnbeschaffenheit, Wetterdaten, Daten zu Sichtverhältnissen, Daten zu einem kritischen Zustand des Fahrzeugs oder einer seiner Komponenten, Gesundheitsdaten eines Fahrzeuginsassen und andere umfasst.
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Die als zeitkritische Fahrzeugdaten eingestuften Daten werden vorzugsweise unmittelbar bei Verfügbarkeit einer kabellosen Datenverbindung übertragen. Dadurch wird ermöglicht, dass diese Daten möglichst schnell in das Backend des OEM geladen werden können.
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Vorzugsweise werden die zeitkritischen Fahrzeugdaten über eine kabellose Datenverbindung übertragen, die ausgewählt ist aus einer Gruppe, die ein Mobilfunknetz, beispielsweise GSM GPRS, 3G, UMTS, 4G, LTE oder 5G, Hotspots, WiFi, WLAN, Bluetooth, und eine Satellitenverbindung umfasst. Insbesondere ist eine Datenverbindung über ein Mobilfunknetz bevorzugt, da diese Verbindung in vielen Gebieten verfügbar ist üblicherweise für die Übertragung der zeitkritischen Fahrzeugdaten eine ausreichend große Bandbreite bietet.
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Sollte eine direkte Verbindung mit einem Mobilfunknetz nicht möglich sein, ist bevorzugt, dass die Übertragung über andere Wege aufgebaut wird, die bevorzugt ebenfalls aus der oben genannten Gruppe ausgewählt sind. Diese Übertragung kann auch temporäre Zwischenstationen wie beispielsweise andere Fahrzeuge (Car to car, C2C oder Vehicle to vehicle V2V) einschließen. Dies ist beispielsweise denkbar, wenn ein kritischer Fahrzeugzustand (wie beispielsweise eine Panne oder ein Unfall) in einem Gebiet erfolgt, in dem keine Mobilfunkverbindung besteht. Die zeitkritischen Fahrzeugdaten könnten in diesem Fall an ein vorbeifahrendes Fahrzeug gesendet werden und von diesem bei Erreichen eines Gebiets mit ausreichend guter Mobilfunkabdeckung über das Mobilfunknetz an das Backend des OEM weitergeleitet werden.
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In einer bevorzugten Verfahrensvariante erfolgt die Übertragung der nichtzeitkritischen Fahrzeugdaten während eines Ladevorgangs der Fahrzeugantriebsenergie über eine Kabelverbindung, über die auch die Fahrzeugantriebsenergie übertragen wird. Bevorzugt wird dafür ein separater Teil eines gemeinsamen Kabels genutzt. Dieser Teil ist vorzugsweise besonders gegenüber anderen Teilen des Kabels abgeschirmt, um Wechselwirkungen der durch die verschiedenen Abschnitte fließenden Ströme zu minimieren. Insbesondere die großen Ströme, die zum Laden des Fahrzeugs mit der Antriebsenergie üblicherweise fließen, können Interferenzen auslösen, die den Datentransfer beeinträchtigen. Durch eine entsprechende Abschirmung der jeweiligen Kanäle gegenüber einander, kann diese Interferenz minimiert werden.
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In einer anderen bevorzugten Verfahrensvariante erfolgt die Übertragung der nichtzeitkritischen Fahrzeugdaten an einer Station zum Laden der Fahrzeugantriebsenergie durch einen Austausch eines physischen Speichermediums. Dies hat den Vorteil, dass der Austausch der Daten unabhängig von der weiteren Übertragung der Daten an das Backend erfolgen kann. Selbst wenn der Datentransfer von dem Speichermedium an das Backend des OEM länger dauern sollte als der Ladevorgang für die Antriebsenergie, kann somit dennoch sichergestellt sein, dass nach Beendigung des Ladevorgang für die Antriebsenergie die auf dem physischen Speichermedium abgelegten Daten an das Backend des OEM übertragen werden.
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In einer anderen bevorzugten Verfahrensvariante erfolgt die Übertragung der nichtzeitkritischen Fahrzeugdaten während eines Ladevorgangs der Fahrzeugantriebsenergie über eine kabellose Verbindung. Dies hat den Vorteil, dass die oben bezüglich der kabelgebundenen Übertragung beschriebenen Probleme aufgrund der unmittelbaren Nähe der Datenleitung und der Ladeleitung vermieden werden können.
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Um die kabellos zu überbrückende Distanz gering zu halten, ist bevorzugt, dass der zur Ausbildung der kabellosen Verbindung genutzte Empfänger möglichst nah am Fahrzeug angeordnet ist. Vorzugsweise ist er in die Ladestation integriert oder im Boden der Abstellposition des Fahrzeugs angeordnet.
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Die kabellose Verbindung ist in einer bevorzugten Variante eine Funkverbindung. Vorzugsweise handelt es sich bei der Funkverbindung um eine Verbindung nach dem WiFi-Standard. Denkbar wäre auch die Nutzung eines (WLAN-) Hotspots oder eine direkten Verbindung wie Bluetooth. Auch eine Übertragung mittels Antenna Phased Arrays und mmWave sind in diesem Zusammenhang denkbar und gegebenenfalls bevorzugt.
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In einer anderen bevorzugten Variante ist die kabellose Verbindung über elektromagnetische Induktion realisiert. Dies bietet sich aufgrund der geringen Distanz zum Fahrzeug beziehungsweise dessen Senders insbesondere bei einer Anordnung der Antenne im Boden der Abstellposition für das Fahrzeug an.
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Alle der oben genannten Varianten zur Übertragung der nichtzeitkritischen Fahrzeugdaten können alternativ zueinander oder auch ergänzend zueinander realisiert sein. Beispielsweise könnte eine erste Gruppe nichtzeitkritischen Fahrzeugdaten regelmäßig beim Laden des Fahrzeugs mit Antriebsenergie über eine Kabelverbindung übertragen werden. Eine zweite Gruppe nichtzeitkritischer Fahrzeugdaten könnte beispielsweise bei einer Wartung des Fahrzeugs über einen der oben beschriebenen Kanäle übertragen werden, der unabhängig von dem Kanal zur Übertragung der ersten Gruppe nichtzeitkritischer Fahrzeugdaten ausgewählt werden kann. Beispielsweise könnten die zweite Gruppe nichtzeitkritischer Fahrzeugdaten durch den Austausch eines Speichermediums übertragen werden.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf ein System zur Übertragung von Fahrzeugdaten von einem Fahrzeug an ein Backend gerichtet. Dieses System umfasst mindestens einen Sensor zur Erfassung von Fahrzeugdaten und eine fahrzeugseitige Speichereinrichtung zur zumindest zeitweisen Speicherung der Fahrzeugdaten. Es zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass das Fahrzeug eine Rechnereinrichtung umfasst, die dazu geeignet und eingerichtet ist, die Fahrzeugdaten hinsichtlich einer Dringlichkeit deren Übertragung an das Backend in zeitkritische Fahrzeugdaten und nichtzeitkritische Fahrzeugdaten zu clustern und eine Zeit bis zum nächsten Ladevorgang der Fahrzeugantriebsenergie abzuschätzen. Weiterhin umfasst das System mindestens zwei voneinander verschiedene Übertragungseinrichtungen zur Übertragung der Fahrzeugdaten über eine fahrzeugunabhängige Zwischenstation an ein Backend.
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Dieses System weist vorzugsweise alle notwendigen Komponenten auf, um das oben beschriebene Verfahren durchzuführen und ist insbesondere dazu eingerichtet, einzelne oder mehrere im Kontext des obigen Verfahren beschriebene Verfahrensschritte einzeln oder in Kombination miteinander durchzuführen.
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Vorzugsweise unterscheiden sich bei dem System die zwei voneinander verschiedenen Übertragungseinrichtungen zur Übertragung der Fahrzeugdaten zumindest in der geographischen Verfügbarkeit einer Übertragungsverbindung. Vorzugsweise ist eine erste Übertragungseinrichtung dazu geeignet über ein an vielen geographischen Positionen verfügbares Funknetz eine Verbindung zum Backend aufzubauen. Eine zweite Übertragungseinrichtung dazu vorzugsweise dazu geeignet über eine Breitbandverbindung, welche eventuell nur lokal verfügbar ist, eine Verbindung hoher Bandbreite zum Backend aufzubauen.
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Die Rechnereinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, zeitkritische Fahrzeugdaten der Übertragungsverbindung mit höherer geographischer Verfügbarkeit zuzuordnen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass diese zeitkritischen Fahrzeugdaten das Backend schnell erreichen und gegebenenfalls eine Reaktion auf Basis dieser Daten erfolgen kann.
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Vorzugsweise ist bei einem wie oben beschriebenen System ein Abschnitt der Übertragungsverbindung mit geringerer geographischen Verfügbarkeit im Bereich einer Ladestation für Fahrzeugantriebsenergie angeordnet. Diese Übertragungsverbindung ist vorzugsweise zur Übertragung der nichtzeitkritischen Fahrzeugdaten eingerichtet. Vorzugsweise umfasst diese Übertragungsverbindung eine fahrzeugunabhängige Zwischenstation, welche
- - ein Kabel zur Ausbildung einer temporären Kabelverbindung zwischen der fahrzeugunabhängigen Zwischenstation und dem Fahrzeug aufweist, und/oder
- - eine Aufnahme zum Anschluss und Auslesen eines physischen Speichermediums aufweist, auf welchem die nichtzeitkritischen Fahrzeugdaten abgespeichert sind, und/oder
- - eine Kommunikationseinrichtung zur Ausbildung einer kabellosen Datenverbindung mit dem Fahrzeug aufweist, wobei die Kommunikationseinrichtung bevorzugt einen Funkempfänger oder eine Spule zur Detektion eines elektromagnetischen Wechselfeldes umfasst.
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Vorzugsweise umfasst ein solches System mindestens einen, bevorzugt eine Vielzahl Sensoren. Mindestens einer der Sensoren ist vorzugsweise ausgewählt aus einer Gruppe, die eine Kamera, ein LIDAR-System, ein RADAR-System, ein SONAR-System, einen Abstandssensor, einen Beschleunigungssensor, einen Richtungssensor, einen Geschwindigkeitssensor, einen Positionssensor, einen Temperatursensor, einen Luftfeuchtigkeitssensor, einen Luftdrucksensor, einen Helligkeitssensor, einen Reifendrucksensor, einen Bremskraftsensor einen Beladungszustandssensor, einen Füllstandsensor für eine Betriebsflüssigkeit des Fahrzeugs, einen Sensor zur Überwachung des Speicherplatzes einer fahrzeugseitigen Speichereinrichtung und einen Müdigkeitssensor umfasst.
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Die Rechnereinrichtung kann vorzugsweise ein künstliches neuronales Netzwerk umfassen. Vorzugsweise erfolgt das Clustern der Fahrzeugdaten in der Rechnereinrichtung unter Ausnutzung eines künstlichen neuronalen Netzwerks.
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In einer Variante des System umfasst es eine Anzeigeeinrichtung mittels welcher dem Fahrer des Fahrzeugs der Status der Übertragung der Fahrzeugdaten angezeigt werden kann. Dadurch kann beispielsweise gewährleistet werden, dass der Ladevorgang nicht frühzeitig, also vor Erreichen des vom System vorausberechneten Ladezustands und der vollständigen Übertragung der zur Übertragung vorgesehen Daten abgebrochen wird.
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Vorzugsweise ist die Anzeigeeinrichtung im Bereich eines Ladekabelanschlusses vorgesehen und /oder Head-up-Displays (HUD) und/oder in einer Fahrzeugbedieneinrichtung angeordnet.
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Vorzugsweise weist das System eine fahrzeugseitige Speichereinrichtung auf, in welcher die Fahrzeugdaten zumindest temporär speicherbar sind. Vorzugsweise handelt es sich bei der Speichereinrichtung um einen Ringspeicher. Vorzugsweise werden jeweils die ältesten Fahrzeugdaten durch die neuesten Fahrzeugdaten überschrieben.
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Insbesondere ist bevorzugt, dass Fahrzeugdaten nach der Übertragung ans Backend und der Bestätigung des ordnungsgemäßen Empfangs der Daten aus der fahrzeugseitigen Speichereinrichtung gelöscht werden. Dies hat den Vorteil, dass frühzeitig Speicherplatz freigegeben wird und der fahrzeugseitige Speicher somit kleiner ausgelegt werden kann. Insbesondere werden bei dieser Ausführungsform zeitkritische Fahrzeugdaten nach deren Übertragung aus dem fahrzeugseitigen Speicher gelöscht. Dementsprechend erfolgt - anders als bei einem Ringspeicher - das Löschen der Daten unabhängig vom Alter der Fahrzeugdaten. In dieser Ausführungsform werden jüngere zeitkritische Fahrzeugdaten vor älteren, nicht zeitkritischen Fahrzeugdaten aus dem Speicher gelöscht, sofern sie erfolgreich an das Backend übertragen wurden.
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Vorzugsweise weist das System eine fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung auf, welche auf die übertragengen Fahrzeugdaten zugreifen kann und diese auswertet. Vorzugsweise kann diese Auswerteeinrichtung auf Fahrzeugdaten einer Vielzahl von Fahrzeugen zugreifen. Vorzugsweise werden die Fahrzeugdaten durch die Auswerteeinrichtung geclustert. Bevorzugt erfolgt das Clustern nach mindestens einem Merkmal, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe, die den Fahrzeughersteller, den Fahrzeugtyp, den Produktionsort des Fahrzeugs, das Produktionsjahr, den Produktionsmonat, die Produktionswoche, den Produktionstag, eine Produktionsschicht, eine im Fahrzeug verbaute Komponente, einen Zulieferer einer im Fahrzeug verbauten Komponente, Wetterbedingungen, eine Temperatur, eine Fahrbahnfeuchtigkeit, eine Luftfeuchtigkeit, eine Tageszeit, eine Helligkeit, eine Verkehrsdichte, eine Geschwindigkeit, einen Abstand und eine Beschleunigung umfasst.
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Die Auswerteeinrichtung kann (insbesondere mittels eines Computer-Programms und/oder mithilfe moderner Algorithmen wie Kl, machine learning und/oder deep learning oder dergleichen) eine Klassifizierung vornehmen.
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Vorzugsweise schließt die Auswerteeinrichtung ein künstliches neuronales Netzwerk ein. Die Auswertung der Fahrzeugdaten erfolgt vorzugsweise unter Ausnutzung dieses künstlichen neuronalen Netzwerks.
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Als Backend wird im Rahmen dieser Erfindung insbesondere eine Serverumgebung verstanden, auch welcher Daten einer Vielzahl von Fahrzeugen gespeichert werden können. Insbesondere ist ein solches Backend einem Hersteller bzw. OEM oder einem Dienstanbieter zuordenbar. Vorzugsweise sind Fahrzeugdaten einer Vielzahl, vorzugsweise nahezu aller Fahrzeuge eines OEM in einem solchen Backend hinterlegt. Vorzugsweise umfasst ein Backend zumindest eine fahrzeugunabhängige Speichereinrichtung, beispielsweise ein in Bezug auf das Fahrzeug externes Speichermedium. Die Funktionen des Backend bzw. des externen Servers können dabei auf (externen) Serverfarmen durchgeführt werden. Beim (externen) Server kann es sich um ein verteiltes System handeln. Der externe Server und/oder das Backend kann Cloud-basiert sein.
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Vorzugsweise ist die Auswerteeinrichtung Teil des Backends oder kann auf die in einer Speichereinrichtung des Backends hinterlegten Fahrzeugdaten zugreifen.
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Eine solche zusätzliche Auswertung der gegebenenfalls von einer Vielzahl von Fahrzeugen zu verschiedenen Zeiten erfassten Fahrzeugdaten durch die fahrzeugunabhängige Auswerteeinrichtung ermöglicht es, systematische Fehler und widerkehrende Probleme frühzeitig zu erkennen. Dadurch wird eine Fehlerbehebung ermöglicht, welche beispielsweise durch Updates auf die Fahrzeuge (gegebenenfalls des betroffenen Clusters) aufgespielt werden kann.
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Ebenso ist es möglich, Fahrzeuge zu identifizieren, die ein unerwartetes Verhalten zeigen und daher einer genaueren Untersuchung unterzogen werden sollten. Ein solches unerwartetes und gegebenenfalls vom Verhalten anderer identischen Fahrzeuge abweichendes Verhalten kann auf einen Defekt einer Fahrzeugkomponente hinweisen. Ein betroffenes Fahrzeug könnte dann für einen Werkstatttermin vorgesehen werden.
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Bevorzugt ist das System dazu eingerichtet, geeignet und/oder bestimmt, das obig beschriebene Verfahren sowie einzelne oder alle bereits obig im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebene Verfahrensschritte einzeln oder in Kombination miteinander auszuführen. Umgekehrt kann das Verfahren mit allen im Rahmen des Systems beschriebenen Merkmalen einzeln oder in Kombination miteinander ausgestattet sein.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens Teile des obig beschriebenen Systems entsprechend einer Ausführungsform ist. Insbesondere ist ein solches Fahrzeug dazu eingerichtet, zeitkritische und nichtzeitkritische Fahrzeugdaten auf mindestens zwei verschiedenen Übertragungsverbindungen an ein Backend senden zu können.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf einen externen Server, insbesondere ein (bevorzugt obig beschriebenes) Backend, welcher Teil einer obig beschriebenen Systems entsprechend einer Ausführungsform ist. Dabei ist der externe Server dazu geeignet und bestimmt, zeitkritische und nichtzeitkritische Fahrzeugdaten mindestens eines Fahrzeugs auf zwei verschiedenen Übertragungsverbindungen empfangen zu können.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf ein Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt, umfassend Programmmittel, insbesondere einen Programmcode, welcher zumindest einzelne oder mehrere Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens einzeln oder in Kombination miteinander und bevorzugt eine der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen repräsentiert oder kodiert und zum Ausführen durch eine Prozessoreinrichtung ausgebildet ist.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf einen Datenspeicher, auf welchem zumindest eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Computerprogramms oder einer bevorzugten Ausführungsform des Computerprogramms gespeichert ist.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
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Darin zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs mit einer Speichereinrichtung und
- 2 eine schematische Darstellung verschiedener Übertragungsmöglichkeiten zwischen einem Fahrzeug und einer Ladestation.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 10, welches zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsvariante des oben beschriebenen Verfahrens ausgerüstet ist.
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Das Fahrzeug 10 weist mindestens einen Sensor (nicht dargestellt) zur Ermittlung von Fahrzeugdaten auf. Die von dem oder den Sensoren ermittelten Fahrzeugdaten werden an eine fahrzeugseitige Speichereinrichtung 15, 16 übertragen. Die Fahrzeugdaten werden in mindestens zwei Cluster unterteilt, nämlich zeitkritische Fahrzeugdaten und nichtzeitkritische Fahrzeugdaten.
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Die nichtzeitkritische Fahrzeugdaten werden in einem Speicher 15 abgelegt. In diesem Speicher verbleiben die nichtzeitkritischen Fahrzeugdaten. Eine Übertragung dieser Daten an ein Backend erfolgt zunächst nicht.
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Die zeitkritischen Fahrzeugdaten werden lediglich temporär in einem Speicher 16 abgelegt. Sobald eine ausreichend stabile erste kabellose Datenverbindung 12 besteht, erfolgt eine Übertragung dieser zeitkritischen Fahrzeugdaten an ein (nicht dargestelltes) Backend. Die erste kabellose Datenverbindung und die Übertragungsrichtung ist mit dem Pfeil P0 angedeutet.
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In 2 zeigt eine schematische Darstellung verschiedener Übertragungsmöglichkeiten zwischen einem Fahrzeug 10 und einer Ladestation 20.
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Bezugszeichen 15 kennzeichnet wie in 1 den Speicher oder den Speicheranteil, in dem die nichtzeitkritischen Fahrzeugdaten abgelegt sind. Die Ladestation ist über eine (nicht dargestellte) Breitbandverbindung mit dem Backend verbunden. Die Breitbandverbindung kann beispielsweise (zumindest abschnittsweise) ein Teil des Internets sein. Das System ist in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet, wobei nicht alle Komponenten des Systems in 2 dargestellt sind. Beispielsweise ist das Backend nicht dargestellt, da es entfernt von der Ladestation 20 angeordnet sein kann und in einer bevorzugten Ausführungsform als dezentrale Serverumgebung realisiert ist.
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Mit den Bezugszeichen P1, P2, P4, P5 und P6 sind in 2 verschiedene Wege gekennzeichnet, mittels der Daten zwischen der Ladestation 20 und dem Fahrzeug 10 übertragen werden können. Diese verschiedenen Möglichkeiten, die zweite Datenverbindung aufzubauen können alternativ zueinander gewählt werden, jedoch ist es auch denkbar, dass mehrere diese Datenverbindung parallel aufgebaut und genutzt werden.
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Mit dem Bezugszeichen P2 ist ein Datentransfer gekennzeichnet, der über ein Kabel realisiert ist. Ein Kabel und dessen Verbindungsmöglichkeit mit dem Fahrzeug ist durch einen stilisierten Stecker angedeutet. Der Stecker ist bevorzugt jedoch nicht lediglich zweipolig ausgebildet, sondern weist eine Vielzahl von Steckverbindungen auf, von denen einige dem Datentransfer zwischen Fahrzeug 10 und Ladestation 20 dienen. Vorzugsweise kann die Datenverbindung jedoch gleichzeitig mit einem Ladevorgang für Antriebsenergie des Fahrzeugs initialisiert werden, bevorzugt durch Ausgestaltung eines gemeinsamen Steckers für alle kabelgebundenen Verbindungen. Wird eine Verbindung zwischen Ladestation 20 und Fahrzeug 10 zum Laden von Antriebsenergie in das Fahrzeug hergestellt, wird gleichzeitig auch die Datenverbindung hergestellt, so dass der Datentransfer der nichtzeitkritischen Fahrzeugdaten aus dem Speicher 15 an die Ladestation erfolgen kann. Von dort werden die Fahrzeugdaten an das Backend weitergeleitet.
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Die Bezugszeichen P4 und P5 kennzeichnen einen Datentransfer durch Austausch eines physischen Speichermediums 14, 24 zwischen Fahrzeug 10 und Ladestation 20. Auf dem Speichermedium 14 werden die nichtzeitkritischen Fahrzeugdaten abgelegt. Vorzugsweise sind die auf dem physischen Speichermedium 14 gespeicherten Daten eine Kopie der im Speicher 15 enthaltenen nichtzeitkritischen Fahrzeugdaten. Das physische Speichermediums 24, welches bei Ankunft des Fahrzeugs mit der Ladestation verbunden ist. Kann leer sein, und als Austauschteil nach Einsetzen in eine entsprechende Speicheraufnahme des Fahrzeugs als fahrzeugseitiges Speichermedium 14 zur Aufnahme nichtzeitkritischer Fahrzeugdaten dienen.
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Alternativ dazu könnte das Speichermedium 24 Daten enthalten und so einen Datentransfer von der Ladestation 20 zum Fahrzeug ermöglichen. Die auf dem Speichermedium 24 enthaltenen Daten könnten beispielsweise aktualisierte Navigationsdaten, Routeninformationen oder Daten zum Update einer oder mehrerer Fahrzeugkomponenten sein.
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Wie durch die Doppelpfeile P4 und P5 angedeutet ist es denkbar, dass nach erfolgtem Datentransfer jeder der physischen Speichermedien 14, 24 wieder in dem vorherigen Steckplatz angeordnet wird. Nach Abschluss des Datentransfers ist somit das Speichermedium 24 wieder in der Ladestation 20 angeordnet und das Speichermedium 14 im Fahrzeug. Dies hat den Vorteil, dass durch das Zurückversetzen des jeweiligen Speichermediums an den vorherigen Steckplatz eine bidirektionale Kommunikation möglich wird und die erfolgreiche Übertragung der Daten auch an das Quellsystem (Ladestation 20 für die mit Speichermedium 24 an das Fahrzeug 10 übertragengen Daten und Fahrzeug 10 für die mit Speichermedium 14 an die Ladestation 20 übertragengen Daten) protokolliert werden kann. Insbesondere für Updates einzelner Fahrzeugkomponenten ist diese Art der Datenübertragung bevorzugt.
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Die Bezugszeichen P1 und P6 kennzeichnen Wege zur drahtlosen Übertragung von Daten zwischen Fahrzeug 10 und Ladestation 20. Dabei unterscheiden sich jedoch die Wege der Datenübertragung und gegebenenfalls auch das zur Übertragung genutzte Feld.
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Das Bezugszeichen P1 kennzeichnet einen Datentransfer über ein Funknetz. Dazu sind sowohl Ladestation 20 als auch Fahrzeug mit einer Sende- und Empfangseinrichtung 12, 22 ausgestattet. Bei der genutzten Funkverbindung kann es sich beispielsweise um WiFi oder Bluetooth handeln. Insbesondere ist vorgesehen, dass seitens der Ladestation ein WLAN aufgespannt wird, in welchem das Fahrzeug einen Netzwerkteilnehmer darstellt. Denkbar sind jedoch auch Antenna Phased Arrays und mmWave band.
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Der Datentransfer erfolgt hier unabhängig von dem Ladevorgang mit Antriebsenergie. Vorzugsweise wird jedoch der Datentransfer bei Herstellung der Ladeverbindung initiiert. Beispielsweise könnte der Stecker eine Informationen zur Anmeldung an dem von der Ladestation bereitgestellten Funknetz enthalten, so dass bei Herstellung der Ladeverbindung von dem Fahrzeug 10 die Anmeldung an diesem Funknetz 22 mit den durch den Stecker bereitgestellten Daten erfolgen kann. Anschließend erfolgt die Übertragung der nichtzeitkritischen Fahrzeugdaten vom Fahrzeug 10 an die Ladestation 20. Auch hier ist eine bidirektionale Kommunikation denkbar, beispielsweise für die oben genannten Daten und/oder die Bestätigung der erfolgreich abgeschlossenen Datenübertragung
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Das Bezugszeichen P6 kennzeichnet ebenfalls einen kabellosen Datentransfer. Im Gegensatz zu der oben beschriebenen Variante mit einer in der Ladestation 20 angeordneten Sende- und Empfangseinrichtung 22 ist bei dieser Variante die Antenne 30 jedoch im Boden angeordnet. Sie befindet sich vorzugsweise im Boden des Bereichs, in welchem das Fahrzeug 10 für einen Ladevorgang an der Ladesäule 20 abgestellt wird.
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Vorteil dieser Variante ist es, dass die Entfernung zwischen dem Fahrzeug und der Antenne besonders gering ist, so dass zusätzliche Möglichkeiten des effektiven Datentransfers möglich sind und/oder besonders große Bandbreiten realisierbar sind.
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Vorzugsweise weist auch das Fahrzeug eine (nicht gezeigte) Sende- und Empfangseinrichtung auf, die im Bodenbereich des Fahrzeugs angeordnet ist, um die Entfernung zur Sende- und Empfangseinrichtung 30 gering zu halten. Neben den oben genannten Arten der nutzbaren Funkverbindung wie WiFi, Bluetooth, Antenna Phased Arrays und mmWave band ist es durch die große Nähe auch möglich, eine induktive Übertragung der Daten vorzusehen. Genutzt werden dazu bevorzugt magnetische Wechselfelder geringer Reichweite oder hochfrequente Radiowellen. Vorteil dieser Methode ist, dass die Datenübertragung (aufgrund der geringen Entfernung) weitgehend passiv hergestellt werden kann, da jeweils nur ein Fahrzeug 10 die zur Ausbildung dieser Verbindung vorgesehene Position einnehmen kann. Das jeweilig Fahrzeug kann mit einem eindeutigen Identifizierungsmerkmal ausgerüstet sein (beispielsweise einem RFID-Tag) so dass auch ohne aktive Kopplung die übertragengen Daten eindeutig einem bestimmten Fahrzeug zuordenbar sind. Außerdem kann die Datenübertragung über diesen Weg so ausgelegt sein, dass der dazu vom Fahrzeug notwendige Energieverbrauch minimal ist oder sogar völlig ohne fahrzeugseitige Energiebereitstellung auskommt. Dies ist möglich, sofern die Sende- und Empfangseinrichtung 30 ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld aussendet welches von der fahrzeugseitigen Antenne zur Energieversorgung der fahrzeugseitigen Übertragungseinrichtung genutzt werden kann.
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Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- System
- 10
- Fahrzeug
- 12
- Sende- und Empfangseinrichtung, kabellose Datenverbindung
- 14
- physisches Speichermedium
- 15
- Speicher für nichtzeitkritischen Fahrzeugdaten
- 16
- Speicher für zeitkritischen Fahrzeugdaten
- 20
- Ladestation
- 22
- Sende- und Empfangseinrichtung, kabellose Datenverbindung
- 24
- physisches Speichermedium
- 30
- Sende- und Empfangseinrichtung, Antenne
- P0
- erste kabellose Datenverbindung
- P1, P2, P4, P5, P6
- zweite Datenverbindung
