检测车辆部件状况的系统

技术领域

本发明涉及一种检测车辆部件状况的系统，所述系统用于监控和评估车辆的完备性

背景技术

如今，车辆驾驶员主要负责车辆的完备性、安全性和适航性，尤其是对车辆是否符合规定法规或标准负责。因此，驾驶员必须在行驶前和行驶中自己评估车辆及其系统功能是否正常，是否符合规定的交通安全条件。

对车辆及其系统的交通安全性要求通常由立法者通过法规和标准规定。在德国，通常由例如德国技术检验协会

当今的车辆及其内部车辆部件在结构设计上已非常复杂，因此一般情况下驾驶员很难发现和预测有故障的系统行为及由此产生的后果。由于越来越多地取消了诸如方向盘、制动踏板或油门踏板或其他有线连接系统等机械耦合的人机接口，驾驶员越来越难识别系统的磨损状况，甚至系统故障。未来向自主驾驶/高度自动化驾驶和/或由不同驾驶员共同使用车辆的发展将使这一问题更为突出。

在当今现有车辆系统中，尤其是在未来系统中，驾驶员或车主对由于磨损、故障或例如操控、事故或黑客等其他事件造成的车辆状况变化会很难识别或至少只能在极不确定的情况下加以评估。

评估车辆部件状况及其相互之间的协作情况也需要额外的特殊知识、特殊工具以及官方检测人员在车辆保养和车辆适航性评估方面更高的检测工本。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测车辆部件状况的系统，用它能安全检测和可靠评估车辆部件状况，以此可靠评估车辆部件的完备性以及整车的交通安全性。

权利要求1中给出了这样一类用于检测车辆部件状况的系统。

所述系统包括服务器计算机和具有车辆部件的车辆。车辆包括控制计算机，用于控制车辆部件和检测描述车辆部件状况的车辆数据。此外，车辆具有数据传输装置，用于将车辆数据传输给服务器计算机。服务器计算机设置用于接收和分析/评估(auswerten)车辆数据。此外，服务器计算机设置用于通过分析车辆数据测定车辆部件状况。

由控制计算机检测到的车辆数据优选能描述其他车辆部件状况。为进行分析，也可将其他车辆部件的车辆数据从控制计算机传输给服务器计算机。通过分析所收集的车辆数据，服务器计算机不仅可由此测定和评估单一车辆部件状况，而且能由此测定和评估由不同车辆部件构成的总成状况，并最终测定和评估整车状况。

车辆部件一方面可是主动部件，它可自己检测自身状况，并将其以车辆数据的形式传输给控制计算机。控制计算机可查询由主动部件检测到的车辆数据，并将其传输给服务器计算机。另一方面车辆部件可设置成不能自己检测自身状况的被动部件。这些被动部件包括例如轴、横向连杆和其他部件。根据一优选实施方式，在服务器计算机中通过分析主动部件的车辆数据，也可推断出被动部件状况。

此外，借助服务器计算机对车辆数据的分析，也可对车辆进行认证，因为车辆各自的车辆数据反映了每辆车具体的独特行为。车辆数据的操控或伪造非常困难，要欺骗系统，必须对服务器计算机上的数据和车辆本身数据都进行操控。因此，所述系统实现了明确可靠的车辆认证，这使得几乎无法伪造车辆数据和车辆部件。

根据一可能的系统实施方式，服务器计算机可设置用于，在分析车辆数据后，根据所测定的车辆部件状况和/或不同车辆部件构成的总成的状况和/或车辆状况生成指令信号，并将该信号传输给车辆。控制计算机设置用于，根据指令信号控制车辆部件和/或总成。由此可有针对性地更改或禁用车辆中的特定功能。如有必要，尤其可通过服务器计算机根据所确定的车辆部件状况和/或由多个车辆部件构成的总成的状况和/或车辆状况启动应对措施。

根据另一系统实施方式，服务器计算机可根据所测定的车辆部件状况和/或由多个车辆部件构成的总成状况和/或整车状况生成状况描述信号，并将其传输给车辆。由此，由服务器计算机确定的车辆部件状况和/或总成状况和/或车辆状况可在车辆中在例如多媒体系统等显示装置上向驾驶员显示。

根据另一实施方式，所述系统包括设置在服务器计算机外和车辆外的数据处理装置。服务器计算机不仅可将状况描述信号传输给车辆本身，还可传输给数据处理装置。数据处理装置根据状况描述信号提供表征车辆部件状况和/或总成状况和/或车辆状况的信息。此外，可提供必要的保养建议或可能故障原因的提示。这些信息可提供给驾驶员或车主，以及车辆保养企业或检测机构的服务人员。这些信息例如可显示在个人电脑、平板电脑或智能手机上。

借助根据本发明所述系统，测定车辆部件状况和/或车辆部件总成状况和/或整车状况所需的计算性能被转移到系统后端的服务器计算机上。后端使用的服务器计算机提供比每辆车自己执行其车辆部件状况评估更高的、通常更经济合理的计算性能。

只有车辆数据的检测由车辆本身的车辆控制计算机在系统的客户端进行。检测到的车辆数据在车辆客户端或由系统后端的服务器计算机进行汇总，通过分析，可确定由服务器计算机评估的、可区分的车辆系统状况。

所述系统能对车辆及其内部系统，即单一车辆部件/构件或更复杂的总成在交通安全性及与所规定法规的合规性方面进行智能监控。此外，所述系统还可对单一车辆部件以及总成状况进行在线评估。因此，所述系统在评估车辆状况方面提供帮助，还通过启动排除故障的应对措施或通过关闭/禁用车辆系统提高交通安全性。

与单一车辆部件和/或由多个车辆部件构成的总成和/或整车的状况有关的消息或信息或提示或建议可在系统前端输出到系统用户在车辆外所使用的装置上。所述装置包括例如智能手机、平板电脑或台式个人电脑。用户前端例如也可集成到车辆多媒体系统中。在此情况下，表征车辆部件状况和/或总成状况和/或整车状况的信息或其他提示和建议被显示在车载多媒体系统的屏幕上。

由服务器计算机传输的状况信息也可在系统前端用作官方检测人员对车辆远程检测和验收的基础。在车辆系统生命周期内，基于服务器计算机在系统后端进行的数据分析、基于数字化的专家知识和持续改进的远程监控和远程评估，可对磨损和预计发生的故障做出可靠预测。

通过服务器计算机在后端测定的评估结果可用于多项服务。这些服务包括例如对“良好车辆维护”的保险奖金体系。此外，所述系统还可供车队管理系统和租赁系统使用，以便通过预测必要的保养评估车辆价值，并通过对车辆的连续现场监控，评估和改善车辆系统状况。

附图说明

下面根据系统实施例对本发明进行详细说明。其中：

图1该图是检测车辆部件状况的系统实施方式，

图2该图从功能和可能的故障方面对总成或单一车辆部件的状况评估进行分类，

图3该图是将车辆系统分为总成和单一车辆部件的分类示例，以及

图4该图针对系统的不同应用目的对车辆部件状况进行分类。

具体实施方式

图1展示检测车辆部件状况的系统1的架构。所述系统包括系统后端的服务器计算机100和系统客户端带有车辆部件210的车辆200。车辆200可是例如公路车辆或有轨车辆，例如可是汽车、火车或其他车辆。车辆200包括控制计算机220，用于控制车辆部件210和检测描述车辆部件210状况的车辆数据FD。此外，所述车辆还包括数据传输装置230，用于将车辆数据FD传输给系统后端的服务器计算机100。

服务器计算机100设置用于接收车辆数据FD并分析车辆数据。服务器计算机100尤其设置用于通过分析车辆数据FD测定车辆部件210的状况。

根据系统1的另一实施方式，服务器计算机100设置用于通过分析车辆数据FD实施车辆认证。由此提供可能，即每辆车的车辆数据都是个性化不相同的，并由此展示车辆的“指纹”。通过对车辆可能的认证可以有益的方式检测到对车辆数据及车辆系统的伪造或操控，例如对另一车辆许可的功能的未经授权使用。

系统1客户端的控制计算机220设置用于，检测车辆数据FD的方式是，使车辆数据还描述与车辆部件210不同的其他车辆部件210'的状况。系统后端的服务器计算机100设置用于通过分析车辆数据FD不仅测定车辆部件210的状况，而且还测定多个其他车辆部件210'的各相应状况。

此外，服务器计算机100设置用于测定车辆部件210和其他车辆部件210'构成的总成240的状况或整车200的状况。单一车辆部件的车辆数据由服务器计算机100不是仅单一地考虑。相反，多个车辆部件210、210'的车辆数据被协同分析，由此获知车辆部件或由多个车辆部件构成总成的紧急行为。

车辆部件210可作为主动部件被设计成，使车辆部件提供车辆数据，由控制计算机进行检测。这类主动部件可自己检测其状况，并将要表征状况的车辆数据传输给控制计算机220。至少另一车辆部件210'可作为被动部件被设计成，不通过其他车辆部件提供车辆数据。因此，被动部件不向控制计算机220提供表征其状况的车辆数据。根据系统一可能的实施方式，服务器计算机100设置用于通过分析传输给它的车辆数据FD测定其他(被动)车辆部件210'之一的状况。因此，在车辆中由主动车辆部件检测的状况数据被服务器计算机100用于间接检测和评估被动部件的状况。

根据系统1一可能的实施方式，服务器计算机100尤其设置用于，通过分析车辆数据FD从适航性和/或合规性例如符合法律规定的交通安全性要求和/或保养状况和/或完备性和/或满足安全要求等方面，测定或评估车辆部件210的状况和/或由不同车辆部件构成的总成240的状况和/或整车辆200的状况。这可通过将服务器计算机100设置成系统后端的高性能计算机加以实现。

系统客户端的控制计算机220可包括设置在车辆200中的一个或多个计算机处理器。控制计算机220设置用于检测多个车辆部件的对于由系统后端的服务器计算机评估车辆适航性、与要求标准的合规性、保养状况、完备性以及车辆的整体安全性所必须的所有车辆数据。

车辆数据在系统客户端从车内的例如加速传感器、陀螺装置、轮速传感器、压力传感器、温度传感器、扭矩传感器等测量系统或传感器系统的时间同步信号中获取。以时间同步方式向服务器计算机100提供车辆数据可通过对检测到的车辆数据配设时间戳来进行，由此使后端的服务器计算机100能对传输给它的车辆数据进行正确的时间排序。

车辆数据可以未经过滤的原始数据方式或在已经例如过滤或其他更改等预处理后，或为减少带宽以压缩形式传输给服务器计算机100。车辆数据可从控制计算机220借助数据传输装置230，例如通过所定义标准(LTE、G5等)无线传输给系统后端的服务器计算机100。在此，车辆数据可从控制计算机220连续地或在经由服务器计算机100事先查询后传送给系统后端。

根据系统一可能的实施方式，服务器计算机100可设置用于，根据所测定车辆部件210的状况和/或由不同车辆部件构成的总成240的状况和/或根据所测定车辆200的状况，生成指令信号KS，并将指令信号KS传输给车辆200。客户端的数据传输装置230设置用于接收指令信号KS。控制计算机220设置用于根据指令信号KS更改车辆部件210的状况和/或总成240的状况。

因此，可根据对车辆部件状况和/或由多个车辆部件构成的总成状况和/或整车状况的评估，由服务器计算机100在系统客户端启动措施，确保车辆200的交通安全性。所启动的措施例如包括排除车辆部件故障的应对措施，对特定车辆功能诸如自动驾驶功能的受控禁用、执行软件更新、发动机激活/禁用等。

根据系统另一实施方式，服务器计算机100可设置用于，根据所测定车辆部件210的状况和/或总成240的状况和/或车辆200的状况，生成包含对所测定的车辆部件状况和/或总成状况和/或整车状况描述的状况描述信号ZS。

服务器计算机100可设置用于将状况描述信号ZS传输给车辆200。此外，车辆中的数据传输装置230可设置用于接收状况描述信号ZS。

在系统1的前端，可在车辆200中设置显示装置250。控制计算机200设置用于，根据状况描述信号ZS在显示装置250上显示消息。由此，例如可在车辆200的车载系统上显示与通过服务器计算机100对车辆数据的分析和评估相关联的消息。

根据一可能的实施方式，服务器计算机100可设置用于在一(较长的)时间段内存储所传输的车辆数据。服务器计算机100尤其可设置用于，通过分析一时间段内所存储的车辆数据FD建立表征车辆的车辆档案数据。表征车辆档案的数据可包含车辆配置特定的数据和/或用户特定的数据和/或磨损特定的数据和/或要描述车辆部件动态行为和/或总成动态行为的数据。

因此，通过服务器计算机100连续收集由车辆200传输的反映车辆历史的车辆数据，从中能够确定车辆档案。所记录的车辆数据和表征多个车辆200的车辆档案的数据可由服务器计算机100在系统后端储存和更新。

服务器计算机100设置用于，将所传输的车辆数据FD与在一(较长)时间段内存储的车辆数据和/或与表征车辆档案的数据加以比较，并根据比较测定车辆部件210和/或总成240和/或车辆200的状况。因此，通过分析当前所接收的车辆数据并且通过将该当前数据与存储在后端的所记录的历史的和车辆特定的数据进行比较，服务器计算机100可评估单一车辆部件或总成的完备性。此外，部件失灵可能性，车辆部件严重的磨损状况，甚至对车辆部件的非法操控等都可由服务器计算机100确定。

如果检测到严重事件例如车辆部件或总成的磨损、被操控或故障，则可将相应的指令信号KS或状况描述信号ZS发送给系统客户端的控制计算机220。

根据一可能的实施方式，系统1在系统前端具有设置在服务器计算机100外和车辆200外的数据处理装置300。数据处理装置300设置用于，接收状况描述信号ZS，并根据状况描述信号提供信息。信息可由服务器计算机100根据状况描述信号ZS进行结构化和处理，以便根据应用目的将信息传输到系统1前端。

系统前端的数据处理装置300可以例如是智能手机、平板电脑或用户的个人电脑。根据状况描述信号ZS，关于车辆部件状况和/或总成状况和/或车辆状况的信息可显示在这些装置中的一个上。此外，还可显示有关车辆必要保养的额外信息、排除故障情况的可能应对措施或建议车辆服务的有关信息等。

这些信息可在系统前端通过数据处理装置300显示或提供给驾驶员或车主，或厂方服务人员或授权检测机构的官方检测人员。因此，数据处理装置300在系统前端可用于车辆检测，尤其是基于所收集的车辆数据和官方检测机构的分析对车辆进行远程检测。为进行这类远程车辆检测，由服务器计算机100对所有与安全有关的车辆部件的状况变化进行监视。

根据系统1一可能的实施方式，服务器计算机100设置用于计算表征车辆部件210和/或总成240的预期行为的数据。服务器计算机100设置用于，通过将表征预期行为的数据与所传输车辆数据FD加以比较，测定车辆部件210和/或总成240和/或车辆200的状况。

不同车辆部件的实际的所测得的行为可通过服务器计算机100从由车辆200传输的车辆数据FD中测定。预期行为也同样由服务器计算机100从所传输的车辆数据FD中借助数学模型测定。数学模型尤其描述各单一车辆部件的传输行为及其彼此间的耦合情况。

这类数学模型可由车辆部件的物理特性及其相互作用构建。提取数学模型的另一可能性是借助机器学习技术对参考车辆系统所测量的车辆数据进行分析。此外，基于车辆部件传输行为中的故障的已知物理影响的模型可用于检测和分类各单一车辆部件或整个总成的故障。

图2清楚展示，如何能够通过系统服务器端的服务器计算机100的相应分析在交通安全性方面对整个总成的功能性进行评估或在可能必要的车辆保养方面对该总成的各单一部件的功能性进行评估。此外，通过在服务器端进一步分析所传输的车辆数据，还可测定特定车辆部件的具体故障。

图3清楚示出将车辆划分为各单一的车辆总成及其车辆部件。

根据所确定的部件故障，可由服务器计算机向系统客户端的控制计算机220传输用于启动排除所确定的故障的应对措施的指令信号或保养提示。尤其在使用链式数学模型情况下，服务器计算机可测定和评估总成及其部件的状况以及可能的故障原因。

与相应车辆部件或总成的测得行为相比较地分析特定车辆部件或总成的预期行为，以及具体确定故障模式可以有利地提供信息，以决定是否可推迟车辆的预定检测或哪些保养措施是必要的，或所确定的状况是否要求立即限制或甚至停止车辆的行驶运行。

为了在系统后端分析车辆数据时考虑到车辆部件或测量系统的公差，可以在车辆使用寿命开始时或在配置变化后进行系统训练。由此可以个性化地在考虑到车辆部件的行为的公差的情况下对单个车辆提供的车辆数据进行分析和评估。此外，系统可在车辆制造过程结束时被用于证明车辆部件的功能是否正常。

由系统提供的有关车辆部件和/或由多个车辆部件构成的总成的状况、状况变化或故障状况的信息可用于各种应用目的。图4举例说明由系统提供的信息如何被制造商、立法者或驾驶员使用。

根据车辆部件和/或总成的所测定的状况变化，车辆制造商例如可确定对车辆的推荐操作。立法者可根据系统所提供的故障类别(例如：KM＝无故障，GM＝小故障，EM＝大故障，VM＝危险的故障，VU＝交通不安全状况)，颁发或拒绝颁发车辆上路行驶的证书。驾驶员可根据系统所测定的车辆部件和/或总成的故障状况，确定车辆的允许的驾驶操作。