交通工具的用于通过异构验证根据情景处理故障的方法和交通工具

本发明涉及一种交通工具的用于优选通过异构验证根据情景处理交通工具部件的潜在故障的方法。此外，本发明涉及一种交通工具，该交通工具具有至少一个交通工具部件和控制单元，该控制单元设计用于实施根据本发明的方法。

现代交通工具是复杂的技术系统，其具有许多相互作用的交通工具部件。这些交通工具部件的故障的识别和处理与安全相关，因为一个部件中的单个故障就可能对整个系统具有关键性影响。因此，尤其对于运输人员的交通工具，安全的故障处理是至关重要的。

尤其在自主驾驶领域，故障处理具有重大意义。自动化运行的交通工具为改善驾驶安全和驾驶员的驾驶体验提供许多可能性。但驾驶员在其驾驶决策方面的自主性正越来越多地被转交给交通工具或在交通工具中运行的控制单元。这些发展的最后为可以完全在没有人干预的情况下机动的自动化驾驶的交通工具。

SAE J3016将自动化交通工具分类为不同的等级(英文：Level)。在SAE等级4和等级5的自主驾驶的交通工具中，负责自主驾驶的系统在此部分或完全自主地工作。也就是说，部分地规定或者完全没有规定由驾驶员实现的干预。恰好在这种情况下，对所有系统的仔细监测是不能放弃的，以便快速且准确地识别和处理故障和错误行为。

传统的故障处理方法多数将待检查的交通工具部件的行为与事先确定的静态限值进行比较，并且如果识别出故障，则执行事先确定的故障处理协议。但尤其在自动化运行的交通工具的情况下，使用静态限值和固定的故障处理协议不能适应不同驾驶场景的多样化且不同的要求概况。因此，例如在自动化驾驶运行中的驾驶安全性方面，传感器在高速公路行驶中可能与在城市行驶中不同地被评价。由现有技术已知的故障处理方法不反映或者只不充分地反映这种多样性。

现在，本发明所要解决的技术问题是，完善现有技术并且克服或者至少减少现有技术中的缺点，并且提供一种改进的用于处理交通工具部件的潜在故障的方法。

根据本发明的技术问题通过根据权利要求的方法和交通工具来解决。优选的扩展设计是从属权利要求的技术方案。

本发明的第一方面涉及一种交通工具的用于处理交通工具部件的潜在故障的方法。在本公开的意义上，交通工具优选是设计用于在陆地上、在空中和/或在太空中运输人员和/或货物的运输工具。优选地，交通工具是具有内燃机、电动机或混合动力发动机的轿车。特别优选地，交通工具是设计用于自主驾驶的交通工具并且例如设计用于符合SAE等级4或5的运行。在本公开的意义上，故障是特征与预设要求的不允许的偏差。优选地，交通工具部件的潜在故障由交通工具本身根据情景来识别(ermitteln，或者说确定)。接下来会详细阐述潜在故障的根据情景的识别。

根据本发明的方法包括识别交通工具的当前情景作为一个方法步骤。情景在此优选定义交通工具的周围环境和/或驾驶情况。例如，情景描绘交通工具在进行高速公路行驶还是城市行驶、白天还是晚上和/或天是干燥的还是在下雨。情景也可以描绘交通工具在进行手动行驶、半自动化的行驶还是完全自动化的行驶。情景对交通工具的周围环境和/或驾驶情况的描绘的详细程度在此可以改变。情景可以根据在交通工具中和/或外部采集的数据来识别，如同接下来还会详细阐述的那样。

此外，在所述方法中识别交通工具的至少一个在当前情景中是异构型的交通工具部件。优选地，如果一个交通工具部件在当前情景中用于或者能用于与待检查的交通工具部件相同的功能并且其结构与待检查的交通工具部件的结构不同，则将该交通工具部件识别为异构型。

如果在根据本发明的方法中，相对于待检查的交通工具部件识别出至少一个异构型交通工具部件，则在考虑到所述至少一个异构型交通工具部件的情况下对交通工具部件的潜在故障进行异构验证。

如果未识别出相对于待检查的交通工具部件的异构型交通工具部件，则确定交通工具部件的取决于情景的相关度(或者说重要性)。优选确定交通工具部件在当前情景中对交通工具的安全运行的重要性。随后，基于所确定的取决于情景的相关度，处理交通工具部件的潜在故障或者启动交通工具的紧急运行模式。

潜在故障的处理优选包括确定并且采取行动，以便最终消除故障或者首先限制该故障的影响。此外优选地，潜在故障的处理包括用于减小严重后果的几率的对应措施。处理例如包括重启交通工具部件、校准交通工具部件、重置交通工具部件的设定或者关闭交通工具部件。在关闭交通工具部件的情况下，交通工具部件的任务和/或功能优选被转交给交通工具的至少一个其它部件。所述至少一个其它部件在此可以承担相关交通工具部件的部分功能。交通工具的紧急运行模式优选作用使得交通工具被转换到安全状态中。转换到安全状态中在此优选包括提供数量减少的紧急功能。此外优选地，转换到安全状态中包括交通工具的紧急制动和/或紧急关闭。

根据本发明的方法通过考虑到交通工具的当前情景有利地能够实现更准确且更专用的故障处理，这使得安全性提高。在根据现有技术的故障处理方法中忽视了交通工具在故障识别和故障处理时所处的情况。但在处理故障时可以根据情景加以区别。例如，如果在交通工具的泊车过程中交通工具自有的近场摄像机失效，则例如通过紧急制动来中断该过程是可行的故障处理。但如果当交通工具处于高速公路上时也通过紧急制动来处理失效的近场摄像机，则该故障处理意味着相当大的安全风险。根据本发明考虑到这种情况并且提供一种改进的用于交通工具部件的故障处理方法，从而通过将交通工具的当前情景考虑在内来提高交通工具的安全性。

在根据本发明的方法的优选设计方案中规定，异构型交通工具部件在结构上与所述交通工具部件不同并且设计用于执行所述交通工具部件的任务和/或功能。优选地，异构型交通工具部件设计用于在当前情景中执行所述交通工具部件的任务和/或功能。优选地，异构型交通工具部件设计用于承担所述交通工具部件的至少一部分功能。

安装在现代交通工具中的众多交通工具部件中也存在设计用于类似任务的结构不同的交通工具部件。在特定的情景中，这种异构型交通工具部件可以承担任务，即使它们相对于所述交通工具部件不是冗余地设计。例如，在泊车期间用于测量距离的激光雷达传感器也可以由超声波传感器替代，因为在该情景中不需要大的测量有效距离。在现代交通工具中，多样性也经常被用作用于提高可靠性的策略。在此，有意地通过异构型交通工具部件使用不同的实现方式并且不使用结构相同的单个系统或单个部件。这背后的想法是，贡献相同但实现方式不同的系统对于给定的干扰的敏感度也不同或者不敏感，并且因此大概率不是所有系统同时失效。例如，与安全特别相关的过程通常由多个控制单元控制，这些控制单元部分地由不同的制造商提供并且这些控制单元的软件由多个独立的程序员用不同的编程语言编写。如果其中一个控制单元有故障，则无故障的异构控制单元将承担其任务。

在根据本发明的方法的优选设计方案中规定，所述异构验证包括确定不存在至少一个异构型交通工具部件的潜在故障作为一个方法步骤。换而言之，在根据情景的验证期间，确定至少一个异构型交通工具部件无故障。优选地确定至少一个异构型交通工具部件的大部分无故障。随后在进一步的方法步骤中，优选确定交通工具部件的根据情景或者说取决于情景的相关度。优选确定交通工具部件在当前情景中对交通工具的安全运行的重要性。随后，基于所确定的取决于情景的相关度，优选如前所述地处理交通工具部件的潜在故障或者启动交通工具的紧急运行模式。特别优选地，所述处理还包括将所述交通工具部件的任务和/或功能转交给至少一个无故障的异构型交通工具部件。

在根据本发明的方法的还优选的设计方案中规定，所述异构验证包括确定存在至少一个异构型交通工具部件的潜在故障作为一个方法步骤。该方法步骤优选作为对上述确定不存在异构型交通工具部件的潜在故障的方法步骤的替代并且与之同时进行。换而言之，在根据情景的验证期间确定至少一个异构型交通工具部件也具有潜在故障。优选地确定至少一个异构型交通工具部件的大部分具有潜在故障。接着在进一步的方法步骤中，比较所述交通工具部件和至少一个异构型交通工具部件的样本值和/或诊断值。优选地将交通工具部件的样本值和/或诊断值与至少一个异构型交通工具部件的多个样本值和/或诊断值进行比较。在此总是将样本值与样本值进行比较或者将诊断值与诊断值进行比较。

基于样本值和/或诊断值的比较结果，在根据本发明的方法中要么不理睬(或者说容忍)待检查交通工具部件的潜在故障要么确定待检查交通工具部件的取决于情景的相关度。如果确定取决于情景的相关度，则如上所述基于该相关度处理交通工具部件的潜在故障或者启动交通工具的紧急运行模式。如果不理睬潜在故障，则优选以识别交通工具部件的另外的潜在故障重新开始根据本发明的方法，其中，必要时对故障识别进行调整。

根据本发明的方法的另外的优选设计方案还包括识别交通工具的至少一个同构型交通工具部件。优选地，识别同构型交通工具部件在识别异构型交通工具部件之前进行。此外优选地，识别异构型交通工具部件作为对于识别同构型交通工具部件的补充或备选进行。同构型交通工具部件优选与所述交通工具部件结构相同并且设计用于执行所述交通工具部件的任务和/或功能。换而言之，确定交通工具是否具有至少一个与待检查交通工具部件相同的交通工具部件。优选确定所述交通工具部件是否冗余地设计。优选地，如果一个交通工具部件用于或者能用于与待检查交通工具部件相同的功能，则将该交通工具部件识别为同构型。

如果识别出至少一个同构型交通工具部件，则优选在另外的方法步骤中在考虑到至少一个同构型交通工具部件的情况下对潜在故障进行同构验证。所述同构验证优选包括以下步骤：确定是否存在至少一个同构型交通工具部件的潜在故障；如果不存在至少一个同构型交通工具部件的潜在故障：则处理所述交通工具部件的潜在故障；如果存在至少一个同构型交通工具部件的潜在故障：则比较所述交通工具部件和至少一个同构型交通工具部件的样本值和/或诊断值；并且基于该比较：不理睬交通工具部件的潜在故障；或者确定交通工具部件的取决于情景的相关度，并且基于所确定的取决于情景的相关度，处理交通工具部件的潜在故障或者启动交通工具的紧急运行模式。如果不理睬潜在故障，则优选以识别交通工具部件的另外的潜在故障重新开始根据本发明的方法，其中，必要时对故障识别进行调整。备选优选地，基于该比较，所述方法不以不理睬该潜在故障继续，而是以如上所述地识别至少一个异构型交通工具部件继续。

同构验证和异构验证均有利地使得，被错误识别的故障不被处理，并且因此节省资源和能量。异构验证具有附加的优点，即，通过所述异构验证也将共同引起的多个失效、即在冗余部件的情况下出现的在统计上彼此相关的多个失效识别为故障。

在根据本发明的方法的另外的优选设计方案中，在样本值和/或诊断值的比较中确定，待检查的交通工具部件的样本值和/或诊断值是否处于至少一个异构型交通工具部件的样本值和/或诊断值的散布范围内。优选地，此外在将所述交通工具部件的样本值和/或诊断值与至少一个同构型交通工具部件的样本值和/或诊断值的比较中确定，待检查的交通工具部件的样本值和/或诊断值是否处于至少一个同构型交通工具部件的样本值和/或诊断值的散布范围内。

散布范围优选是至少一个异构型或同构型交通工具部件的大多数样本值和/或诊断值所处的范围。散布范围例如定义为诊断值的期望值或中位数左右(或者说周围)的区间。散布范围例如由四分位距定义。备选地可以选择其它分位数之间的区间、例如三分位数之间的区间作为散布范围。如果待检查的交通工具部件的样本值和/或诊断值处于至少一个异构型或同构型交通工具部件的样本值和/或诊断值的散布范围内，则不理睬交通工具部件的潜在故障。否则确定待检查的交通工具部件的取决于情景的相关度。如果确定待检查的交通工具部件的取决于情景的相关度，则如上所述基于该相关度处理交通工具部件的潜在故障或者启动交通工具的紧急运行模式。如果不理睬潜在故障，则优选以识别交通工具部件的另外的潜在故障重新开始根据本发明的方法，其中，必要时对故障识别进行调整。

根据本发明的方法的还优选的设计方案规定，分别根据情景进行交通工具部件的潜在故障的识别。优选地以此方式识别所述交通工具部件的潜在故障。同样优选地以此方式识别至少一个异构型和/或同构型交通工具部件的潜在故障。

潜在故障的识别首先包括在至少一个确定的度量内确定交通工具部件的样本值。在本公开的意义上，度量优选是用于测量可量化参量的参考系统。优选地给每个交通工具部件分配至少一个适当的度量用于进行监测。优选地，交通工具部件的至少一个度量与至少一个同构型和/或异构型交通工具部件的至少一个度量相符。优选地，该分配在相应交通工具部件的制造期间就已经进行。分配给每个交通工具部件的度量优选地存储在第一查找表LUT中。优选地，通过查阅LUT来确定对于部件特定的度量。优选地，该度量是用于标注传感器的测量参量、线路和/或存储器中的估计的数据量、软件部件的预期输出、RAM和/或CPU利用率、交通工具的速度和/或加速度、电流强度、电压和/或温度的标度。换而言之，度量对于每个交通工具部件表示空间，在该空间中，与该部件有关的多个样本值可以相对彼此被标注并且被相互比较。特别优选地，每个度量由定额、尤其距离定额来定义，以便比较样本值。优选地将在所确定的度量内的样本值确定为在交通工具部件的正在进行的运行中的交通工具部件的输出。备选优选地，用输入刺激交通工具部件以便确定样本值。此外优选地通过交通工具部件上的传感器确定样本值。

此外，在识别潜在故障期间，根据当前情景，在所确定的度量内确定限值组。优选地，在所确定的度量内确定取决于情景的下限值和上限值。取决于情景的限值优选存储在第二查找表LUT中。优选地，第一LUT和第二LUT是唯一的LUT的局部。优选地，通过查阅LUT来确定所述限值组。LUT优选本地存储在交通工具的存储器上或者从网络的服务器被调取。交通工具优选设计用于管理和更新LUT。当根据本发明的方法在不理睬交通工具部件的潜在故障之后被重新开始时，交通工具优选基于反馈更新LUT中的限值。优选如此更新限值，使得属于不被理睬的潜在故障的样本值处于更新后的限值内。同样优选地如此更新限值，使得属于不被理睬的潜在故障的诊断值在其基于更新后的限值被确定的情况下处于0至1之间。优选地如此更新限值，使得至少一个同构型和/或异构型交通工具部件的大多数样本值处于更新后的限值内。此外优选地如此更新限值，使得通过大多数样本值和更新后的限值确定的诊断值的大多数处于0至1之间。服务器同样优选设计用于管理和更新LUT。优选地，服务器与多个实施根据本发明的方法的交通工具通信并且基于多个交通工具的反馈更新LUT。因此，由网络的服务器或者由交通工具对LUT的管理有利地实现持续地调整和改善LUT和因此所使用的限值。

特别优选地，在识别潜在故障期间确定用于监测交通工具部件的多个度量，并且针对多个度量中的每一个分别确定样本值和取决于情景的限值组。优选地，借助于所述多个度量中的每一个执行潜在故障的识别。通过针对每个交通工具部件使用多个度量，取决于情景的故障状态的多维定义是可行的，这有利地进一步提高故障识别的专用性。此外，通过对多个度量的使用可以提高故障识别的统计相关度。

在进一步的步骤中，优选将诊断值确定为确定的样本值与下限值之差和上限值与下限值之差的商。换而言之，诊断值被确定为以下公式的结果：

换而言之，诊断值通过以限值组将样本值归一化而形成。

通过根据前述优选实施方式确定诊断值能够用根据本发明的方法有利地确定用于交通工具的所有部件的被换算(或者说缩放)的诊断值。因此，诊断值有利地能够实现借助不同度量监测的交通工具部件的可比性。因此可以不复杂地确定交通工具的总体状态。诊断值的所述确定还具有如下优点，即，这样的诊断值还允许识别交通工具部件的更精确的状态。例如，如果必须在两个冗余的交通工具部件之间做决策，则当诊断值被确定为了浮点数时该诊断值是有利的。在诊断值为0.9和0.6的两个交通工具部件之间，决策将落在第二个交通工具部件上。两个诊断值都是有效的，但第二个诊断值更接近0.5的最佳诊断值，所述最佳诊断值定义最佳的功能。

此外优选地，如果样本值不处于所确定的限值内，和/或如果诊断值不具有0至1之间的值，则识别出潜在故障。

上述优选设计方案通过对部件特定的度量的取决于情景的限值的使用，能够有利地实现更准确且更专用的故障识别。这有利地使得交通工具的安全性提高。在根据现有技术的通过复查交通工具部件识别故障的方法中忽视了在复查时交通工具所处的情况。但可能的是，一个交通工具部件的行为在特定的情景中是无缺陷的或者甚至是希望的，而同一行为在不同的情景中则是危险的。如果例如在高速公路上的交通工具的控制单元设定130km/h的速度，这是完全正常的行为。但如果这发生在行人区，就应当认为存在故障。根据本发明考虑到这种情况并且提供改进的交通工具部件故障识别，从而通过将交通工具的当前情景考虑在内来提高交通工具的安全性。

在根据本发明的方法的优选设计方案中，情景根据表征交通工具的周围环境和/或驾驶情况的多个参数定义。交通工具的周围环境优选由与交通工具环境有关的参数、例如地理数据、天气数据、交通数据和法律规定表征。驾驶情况优选由与交通工具本身有关的参数、例如辅助系统的状态、SAE等级、乘客数量、续航里程或仍需要行驶的路程表征。这些参数优选通过交通工具的传感器和/或基于外部输入来确定。情景的识别可以由交通工具本身和/或通过外部服务器进行。情景优选由多个子情景组成。子情景优选包括交通工具的周围环境和/或驾驶情况的单个特征、例如天气或道路类型。优选地，情景对应于由交通工具确定的运行设计域ODD。根据SAE J3016标准，ODD包括这样的条件，在所述条件下，特定的驾驶自动化系统或者其功能专门被设计用于运行。

在根据本发明的方法的还优选的设计方案中，在考虑到交通工具部件的在当前情景中允许的故障率和/或在当前情景中是异构型和/或同构型的交通工具部件的可用性的情况下确定所述相关度。优选地，如果在当前情景中允许交通工具部件的高故障率，则将相关度确定为低。此外优选地，如果至少一个在当前情景中是异构型或同构型的交通工具部件可用，则将相关度计算为低。可用的异构型和/或同构型交通工具部件在此优选是无故障的。异构型交通工具部件优选可以在当前情景中执行与所述交通工具部件相同的任务和/或功能。例如，在泊车期间用于测量距离的激光雷达传感器也可以由超声波传感器替代，因为在该情景中不需要大的测量有效距离。此外优选地，在考虑到事件树分析的情况下确定相关度。该事件树分析优选确定交通工具部件的潜在故障的可能后果。如果所确定的后果被归类为不与安全相关，则优选将相关度确定为低。优选地，每当所确定的相关度低于预定的相关度限值时，就执行如前所述的故障处理。同样优选地，每当所确定的相关度超过预定的相关度限值时，就启动如前所述的紧急运行模式。

本发明的另外的方面涉及一种交通工具、尤其是具有内燃机、电动机或混合动力发动机的轿车。特别优选地，所述交通工具是设计用于自动化驾驶的交通工具并且例如设计用于符合SAE等级4或5的运行。该交通工具优选具有交通工具部件。此外，交通工具具有控制单元，该控制单元设计用于实施上述根据本发明的用于根据情景处理交通工具部件的潜在故障的方法。

根据本发明的交通工具的优选设计方案具有多个交通工具部件。控制单元优选设计用于，针对所述多个交通工具部件中的每一个实施如上所述的方法。优选地，控制单元分别在如上所述地确定诊断值的情况下实施所述方法。优选地，控制单元设计用于给多个交通工具部件中的每一个分配在相应方法中确定的诊断值。优选地，控制单元还设计用于基于所确定的诊断值确定交通工具的总体状态。

本发明的另外的方面涉及一种计算机程序，其包括指令，在所述程序由计算机、如交通工具的控制单元执行时，所述指令使该计算机如上所述地实施根据本发明的方法。

本发明的另外的方面涉及一种计算机可读的存储介质，其包括指令，所述指令在由计算机、如交通工具的控制单元执行时使该计算机如上所述地实施根据本发明的方法。

本发明的在本申请中提到的不同实施方式如果未单独地另作说明则能够有利地相互结合。

以下在实施例中根据附图阐述本发明。在附图中：

图1示出根据本发明的方法的示意性流程图；

图2示出根据本发明的方法的根据示例性实施方式的示意性流程图；

图3示出根据本发明的方法的根据示例性实施方式的异构验证的示意性流程图；

图4示出根据本发明的方法的根据示例性实施方式的同构验证的示意性流程图；

图5示出按照根据本发明的方法步骤的示例性实施方式的识别潜在故障的示意性流程图；

图6a示出示例性地在一时间段内确定的样本值和静态限值的图形视图；

图6b示出示例性地在一时间段内确定的样本值和取决于情景的限值的图形视图；并且

图7示出根据本发明的机动车的根据一种实施方式的示意图。

图1示出根据本发明的用于处理交通工具部件的潜在故障的方法的示意性流程图。在该示例性实施方式中，交通工具部件的潜在故障由交通工具本身根据情景来识别。潜在故障的根据情景的识别在图5中示出并且接下来被详细阐述。

在第十二方法步骤S12中，首先识别交通工具的当前情景。该情景在此尤其定义交通工具的周围环境和/或驾驶情况。此外，在方法步骤S12中，识别交通工具的至少一个异构型交通工具部件的存在。

如果在方法步骤S12中未识别出异构型交通工具部件，则该方法遵循第十一路径W6a，并且在第六方法步骤S6中确定交通工具部件的取决于情景的相关度。尤其在方法步骤S6中确定交通工具部件在当前情景中对交通工具的安全运行的重要性。

如果在方法步骤S6中所述相关度被确定为较低、尤其如果所述相关度低于预定的相关度限值，则该方法遵循第五路径W3a。随后在第七方法步骤S7a中处理交通工具部件的潜在故障。该处理例如包括重启交通工具部件、校准交通工具部件、重置交通工具部件的设定或者关闭交通工具部件，同时将交通工具部件的任务转交给同构型交通工具部件。

如果在方法步骤S6中所述相关度被确定为较高、即尤其低于预定的相关度限值，则该方法遵循第六路径W3b。随后在下一个方法步骤S7b中，启动交通工具的紧急运行模式。交通工具的紧急运行模式尤其作用使得交通工具被转换到安全状态下，即，例如只还提供数量减少的紧急功能、执行紧急制动或紧急关闭。

如果在方法步骤S12中识别出至少一个异构型交通工具部件，则该方法遵循第十二路径W6b。随后在第十三方法步骤S13中，开始对交通工具部件的潜在故障进行异构验证，尤其在考虑到至少一个异构型交通工具部件的情况下开始进行异构验证，如在图3中示例性地示出的那样。

在根据本发明的方法的在图2中示例性示出的优选实施方式中，首先在第五方法步骤S5中识别交通工具的当前情景。该情景在此尤其定义交通工具的周围环境和/或驾驶情况。此外，在方法步骤S5中识别交通工具的至少一个同构型交通工具部件的存在。

如果在方法步骤S5中识别出至少一个同构型交通工具部件，则该方法遵循第四路径W2b。随后在第八方法步骤S8中，开始对交通工具部件的潜在故障进行同构验证，尤其在考虑到至少一个同构型交通工具部件的情况下开始进行同构验证，如在图4中示例性地示出的那样。

如果在方法步骤S5中未识别出同构型交通工具部件，则该方法遵循第三路径W2a。随即在第十二方法步骤S12中，如前所述地识别至少一个异构型交通工具部件的存在。进一步的方法步骤与之前针对图1描述的方法步骤相符。

按照根据本发明的方法的示例性实施方式的异构验证在图3中示意性地示出。第十四方法步骤S14包括，确定是否存在至少一个异构型部件的潜在故障。如果在方法步骤S14中确定，存在至少一个异构型交通工具部件的潜在故障，尤其确定至少一个异构型交通工具部件的大部分具有潜在故障，则该方法遵循第十三路径W7a。

接着在第十五方法步骤S15中，将所述交通工具部件的样本值和/或诊断值与至少一个异构型交通工具部件的多个样本值和/或诊断值进行比较。尤其确定，所述交通工具部件的样本值和/或诊断值是否处于至少一个异构型交通工具部件的样本值和/或诊断值的散布范围内。散布范围在此是至少一个异构型交通工具部件的大多数诊断值所处的范围。

如果所述交通工具部件的样本值和/或诊断值处于至少一个异构型交通工具部件的样本值和/或诊断值的散布范围内，则该方法遵循第十五路径W8a。随后在第十一方法步骤S11中，不理睬交通工具部件的潜在故障，并且根据本发明的方法以识别交通工具部件的另外的潜在故障重新开始。在这种情况下，基于异构型交通工具部件的在步骤S15中确定的散布范围，对故障检测的取决于情景的限值进行调整。

如果在方法步骤S15中确定所述交通工具部件的样本值和/或诊断值处于至少一个异构型交通工具部件的样本值和/或诊断值的散布范围之外，则该方法遵循第十六路径W8b。随后在方法步骤S6中，如前所述地确定取决于情景的相关度。基于所确定的相关度，该方法随后也如前所述地要么遵循第五路径W3a并且随后在方法步骤S7a中处理交通工具部件的潜在故障，要么遵循第六路径W3b并且在方法步骤S7b中启动交通工具的紧急运行模式。

如果在方法步骤S14中确定，不存在至少一个异构型交通工具部件的潜在故障，则该方法遵循第十四路径W7b。接着在方法步骤S6中，如前所述地确定取决于情景的相关度并且基于所确定的相关度处理交通工具部件的潜在故障或者启动紧急运行模式。在这种情况下，处理优选包括将交通工具部件的任务和/或功能转交给在方法步骤S14中被确定为无故障的至少一个异构型交通工具部件。

按照根据本发明的方法的示例性实施方式的同构验证在图4中示意性地示出。第九方法步骤S9包括确定是否存在至少一个同构型部件的潜在故障。如果在方法步骤S9中确定，不存在至少一个同构型交通工具部件的潜在故障，则该方法遵循第八路径W4b。接着在方法步骤S7b中，如前所述地处理交通工具部件的潜在故障。在这种情况下，该处理优选包括将交通工具部件的任务和/或功能转交给在方法步骤S9中被确定为无故障的至少一个同构型交通工具部件。

如果在方法步骤S9中确定，存在至少一个同构型交通工具部件的潜在故障、尤其确定至少一个同构型交通工具部件的大部分具有潜在故障，则该方法遵循第七路径W4a。

接着在第十方法步骤S10中，将所述交通工具部件的样本值和/或诊断值与至少一个同构型交通工具部件的多个样本值和/或诊断值进行比较。尤其确定，所述交通工具部件的样本值和/或诊断值是否处于至少一个同构型交通工具部件的样本值和/或诊断值的散布范围内。散布范围在此是至少一个同构型交通工具部件的大多数诊断值所处的范围。

如果所述交通工具部件的样本值和/或诊断值处于至少一个同构型交通工具部件的样本值和/或诊断值的散布范围内，则该方法遵循第九路径W5a。随后在第十一方法步骤S11中，不理睬交通工具部件的潜在故障，并且根据本发明的方法以识别交通工具部件的另外的潜在故障重新开始。在这种情况下，基于同构型交通工具部件的在步骤S10中确定的散布范围，对故障检测的取决于情景的限值进行调整。

在备选地优选的设计方案中，第九路径W5a通往第十二方法步骤S12，并且在第十二方法步骤中，如上所述地识别至少一个异构型交通工具部件的存在。随后从方法步骤S12开始如前所述地继续该方法。

如果在方法步骤S10中确定交通工具部件的样本值和/或诊断值处于至少一个同构型交通工具部件的样本值和/或诊断值的散布范围之外，则该方法遵循第十路径W5b。随后在方法步骤S6中，如前所述地确定取决于情景的相关度。基于所确定的相关度，该方法随后也如前所述地要么遵循第五路径W3a并且随后在方法步骤S7a中处理交通工具部件的潜在故障，要么遵循第六路径W3b并且随后在方法步骤S7b中启动交通工具的紧急运行模式。

图5示出按照根据本发明的方法的示例性实施方式的识别潜在故障的示意性流程图。在第一方法步骤S1中，确定对于部件特定的度量和交通工具的当前情景。在第二方法步骤S2a的第一部分中，在所确定的度量内确定样本值。随后在方法步骤S2b的第二部分中，根据在第一方法步骤S1中确定的情景确定限值组。

接着在第三方法步骤S3中确定诊断值。所述诊断值在此被确定为确定的样本值与下限值之差和上限值与下限值之差的商。即，诊断值被确定为如下公式的结果：

如果在方法步骤S3中确定的诊断值被确定为不处于0至1之间，则该方法遵循第一路径W1a。随后在第四方法步骤S4中，开始对识别出的故障进行取决于情景的处理，如之前详细阐述的那样。如果诊断值被归类为有效的，则该方法遵循第二路径W1b。在这种情况下，未识别出故障。随后，该方法在第二方法步骤S2a的第一部分中以对样本值的确定重新开始。

图6a和图6b分别通过图形视图示例性地说明如何在一时间段内确定和比较样本值P和限值G1、G2、G1‘、G2‘。在此，在图6a中示出静态限值G1‘、G2‘，并且在图6b中示出取决于情景的限值G1、G2。

在确定的度量内确定样本值P。在根据本发明的方法中，该度量特定地针对分别待监测的交通工具部件被确定。传感器例如通常具有确定的工作范围。所述工作范围可以用于指示，由传感器提供的数据是否正确。开关配备有消息缓冲器，以便处理多个消息。缓冲器中的最大消息数量是已知的。因此，通过监测缓冲器中的消息数量可以识别开关的可能的过载。对于交通工具运行需要的应用对一组输入参数实施行动并且提供输出，其中，该输出可以被用作用于监测相应应用的度量。也可行的是，用多个度量来监测一个交通工具部件。例如，在软件部件的情况下，负荷率和通过量均可以用作度量。在这种情况下，根据本发明的方法优选以多个度量来执行。

在图6a和图6b所示的示例中应该监测交通工具的控制单元。所述控制单元的输出例如包含控制交通工具的纵向和横向运动的指示。因此，在此示例性地将用于待设定的交通工具速度的输出确定为了度量。

在该度量内确定的样本值P被示出为实线。该样本值最初具有较高的速度，随后该速度随时间下降直到短暂的急剧上升。所确定的样本值P的上升用闪电标记，因为在此可以认为存在控制单元的故障F。

在图6a中示出如何将样本值P与一组静态限值G1'、G2’进行比较，这些静态限值示出为虚线。下限值G2’具有0km/h的值，并且上限值G1’具有交通工具的最高速度的值。样本值P一直处于静态限值G1'、G2'之间，这导致故障F不被识别出。

在图6b中将样本值P与取决于情景的一组限值G1、G2进行比较。下限值G2又具有0km/h的值。上限值G1根据相应的情景K1、K2、K3具有不同的值。在第一情景K1中，交通工具位于没有规定最高速度的高速公路上。即，上限值G1又具有交通工具的最高速度。在第二情景K2中，交通工具位于城市中，因此上限值G1被确定为具有50km/h的速度。在第三情景K3中，交通工具位于停车场上，因此上限值G1具有步行速度。在此，第三情景K3中的样本值P处于限值G1、G2之外。故障F被识别出并且可以被处理。

在图6a和图6b中示出的示例说明了根据本发明的方法的取决于情景的故障识别的优点。该方法能够更精确地识别交通工具部件的故障F并且因此有利地实现交通工具的提高的安全性。为了能够更精确地识别故障，情景K1、K2、K3在此尤其由多个子情景构成。如果情景K1例如除了子情景“高速公路”之外还包括子情景“下雨”或“交通堵塞”，则上限值G1的速度将被确定得更低。

图7示出示例性的交通工具1的示意图、尤其方框图，该交通工具尤其是具有内燃机、电动机或混合动力发动机的双辙机动车。交通工具1尤其设置用于进行SAE等级4或5的自主驾驶。交通工具1包括多个交通工具部件。

多个第一类传感器、尤其第一传感器11、第二传感器12和第三传感器13构成交通工具部件的一部分。第一类传感器11、12、13设置用于检测或者说采集交通工具1的环境数据并且例如包括用于采集位于交通工具1前方的车道、交通标志牌和/或车道边界线的图像的摄像机、用于检测与交通工具1周围的物体的距离的距离传感器、例如超声波传感器、用于检测交通工具的环境温度的温度计和/或用于采集天气数据的雨水传感器。第一类传感器11、12、13将由它们采集的环境信号传输给交通工具1的控制单元40。

交通工具1还具有多个第二类传感器、尤其第四传感器21、第五传感器22和第六传感器23作为另外的交通工具部件。第二类传感器21、22、23是用于采集与交通工具1本身有关的交通工具数据、尤其交通工具1的当前位置信息和运动信息的传感器。因此，第二类传感器例如是速度传感器、加速度传感器、倾斜度传感器或者类似传感器。第二类传感器21、22、23将由它们采集的状态信号传输给交通工具1的控制单元40。

此外，另外的交通工具部件是通信模块30，其具有存储器31和一个或多个应答器或收发器32。应答器32是无线电、WLAN、GPS或蓝牙收发器或类似器件，尤其是设置用于在通信网络中通信的应答器。该应答器与通信模块30的内部存储器31例如通过合适的数据总线进行通信。借助于应答器32，例如可以通过与GPS卫星51的通信确定交通工具1的当前位置并且将该位置存储在内部存储器31中。此外，通信模块30设置用于，通过V2V通信(或者说车对车通信)与另外的交通工具52通信、优选通过通信网络53通信。此外，通信模块30还可以设置用于与通信网络53的服务器通信。通信模块30也与控制单元40进行通信。尤其地，该通信模块将接收到的数据传输给该控制单元，和/或该通信模块接收待由控制单元发送的数据。

通信网络53优选是符合3GPP标准的网络、例如LTE、LTE-A(4G)或5G通信网络。所述通信网络还可以针对以下运行或者根据以下标准设计：高速分组接入(HSPA)、通用移动通信系统(UMTS)、UMTS陆地无线接入网(UTRAN)、演进的UTRAN(e-UTRAN)、全球移动通信系统(GSM)、增强型数据速率GSM演进(EDGE)、GSM/EDGE无线接入网(GERAN)。备选地或附加地，通信网络也可以根据以下标准之一来设计：符合IEEE 802.16的全球微波接入互操作性(WIMAX)网络、符合IEEE 802.11的无线局域网(WLAN)。同样优选地，通信网络使用以下编码方法之一：正交频分多址(OFDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、宽带码分多址(WCDMA)、频分多址(FDMA)或空分多址(SDMA)等。

此外，交通工具1具有根据本发明的控制单元40，该控制单元设置用于交通工具1的完全自动化的驾驶运行、尤其用于该交通工具的纵向和横向操纵。为此，控制单元40具有内部存储器41和CPU 42，该内部存储器和CPU例如通过合适的数据总线相互通信。此外，控制单元40至少与第一类传感器11、12、13、第二类传感器21、22、23和通信模块30通信连接，该通信连接例如通过一个或多个相应的CAN连接、一个或多个相应的SPI连接或者其它合适的数据连接实现。控制单元40尤其还设置用于，针对多个交通工具部件中的每一个实施先前详细阐述的根据本发明的方法。

附图标记列表

1 交通工具

11 第一传感器

12 第二传感器

13 第三传感器

21 第四传感器

22 第五传感器

23 第六传感器

30 通信单元

31 存储器

32 应答器

40 控制单元

41 内部存储器

42 CPU

51 卫星

52 另外的交通工具

53 网络

S1 第一方法步骤

S2a 方法步骤的第一部分

S2b 方法步骤的第二部分

S3 第三方法步骤

S4 第四方法步骤

S5 第五方法步骤

S6 第六方法步骤

S7a 第七方法步骤

S7b 下一个方法步骤

S8 第八方法步骤

S9 第九方法步骤

S10 第十方法步骤

S11 第十一方法步骤

S12 第十二方法步骤

S13 第十三方法步骤

S14 第十四方法步骤

S15 第十五方法步骤

K1 第一情景

K2 第二情景

K3 第三情景

W1a 第一路径

W1b 第二路径

W2a 第三路径

W2b 第四路径

W3a 第五路径

W3b 第六路径

W4a 第七路径

W4b 第八路径

W5a 第九路径

W5b 第十路径

W6a 第十一路径

W6b 第十二路径

W7a 第十三路径

W7b 第十四路径

W8a 第十五路径

W8b 第十六路径

F 故障

P 样本值

G1 取决于情景的上限值

G1‘ 静态上限值

G2 取决于情景的下限值

G2‘ 静态下限值