[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Aufzeichnung von Betriebsdaten
("Data Logging") in einem sich im Betrieb befindlichen Kraftfahrzeug, wobei die aufzuzeichnenden
Betriebsdaten mittels am Kraftfahrzeug befindlicher Sensoren aufgenommen werden und
die Sensoren oder deren Auswertemodule über eine gemeinsame serielle Datenleitung
(Fahrzeugbus), insbesondere über einen CAN
(Controller Area Network) Bus, mit einer Speichereinheit in datenleitender Verbindung stehen. Die aufgenommenen
Betriebsdaten werden dann in der Speichereinheit aufgezeichnet.
[0002] Derartige Verfahren und entsprechende Systeme sind seit langer Zeit bekannt. Sie
werden eingesetzt, um während der Fahrt eine Vielzahl von Parametern (Betriebsdaten),
die den Betrieb des Kraftfahrzeugs und die Bedingungen während der Fahrt charakterisieren,
zusammen mit einer Zeitachse aufzuzeichnen. Mit der Vielzahl der aufzuzeichnenden
Betriebsdaten wächst jedoch auch die Komplexität der Auswertung, so dass es immer
schwieriger wird, aus dem Datenstrom der Betriebsdaten die Störungen zu erkennen.
Das gilt insbesondere, da bekannte Systeme während einer Testfahrt das komplette Datenaufkommen
auf dem Fahrzeugbus kontinuierlich aufzeichnen. Anomalien während der Testfahrt werden
dann von einer Person schriftlich fixiert. Im Anschluss an die Testfahrt erfolgt dann
eine zeitaufwendige Nachbereitung und Auswertung anhand der aufgezeichneten Daten
in Verbindung mit den Notizen. Dabei werden aus der Masse der aufgezeichneten Daten
einzelne Fragmente extrahiert, die mit den jeweiligen manuellen Aufzeichnungen zeitlich
korrelieren sollen. Diese Art der Auswertung birgt ein hohes Fehlerpotential wegen
der schwierigen Synchronisierung der Fragmente aus den CAN Daten und der manuellen
Aufzeichnungen.
[0003] Außerdem sind Systeme zur Unfalldatenspeicherung bekannt. Stellvertretend wird auf
die
DE 10 2013 014 879 A1 hingewiesen. Diese Systeme funktionieren im Prinzip wie die Black-Box und der Voice
Recorder in Flugzeugen. Sie zeichnen bestimmte Betriebsdaten in einem rollierenden
Ringspeicher auf. Wenn es zum Unfall kommt, dient dieses Ereignis als Trigger-Signal,
woraufhin der Speicherinhalt des Ringspeichers in einen dauerhaften Speicher übertragen
wird und dort zur Auslese zur Verfügung steht. Ähnliche Systeme sind in der
DE 10 2008 047 727 A1 und der
DE 10 2013 225 338 A1 bekannt.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es nunmehr, ein Verfahren respektive ein System zur Aufzeichnung
von Betriebsdaten in Kraftfahrzeugen vorzuschlagen, das sich einfach und mit kostengünstigen
Mitteln umsetzen lässt und das eine komfortable Auswertung anhand der aufgenommenen
Betriebsdaten und eine genaue Fehlerdiagnose gewährleistet.
[0005] Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 und das System nach Anspruch
8 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
[0006] Entsprechend der Ansprüche liegt die grundlegende Idee der erfindungsgemäßen Lösung
zusammengefasst zunächst darin, die Betriebsdaten des Kraftfahrzeugs während des Betriebs
nur innerhalb eines definierten Zeitintervalls zusammen mit der Zeitachse aufzuzeichnen
und abzuspeichern, wobei dieses Zeitintervall durch den Zeitpunkt des Auftretens eines
Ereignisses - in Form des Auftretens eines Störund/oder Fehlverhaltens - derart festgelegt
wird, so dass das Ereignis innerhalb des aufgezeichneten Zeitintervalls zu liegen
kommt. Dabei setzt sich das Zeitintervall zusammen aus einem ersten Teilintervall
ΔT1, das vor dem Ereignis liegt, und einem zweiten Teilintervall ΔT2, das nach dem
Ereignis liegt.
[0007] Erfindungsgemäß wird das vor dem Ereignis liegende erste Teilintervall mit einem
Ringspeicher aufgenommen, dessen Inhalt sich wie bei einem Stimmenrecorder ständig
rollierend überschreibt. In dem Ringspeicher werden somit die Betriebsdaten fortlaufend
beispielsweise für die letzten Minuten oder Sekunden in einer Endlosschleife aufgezeichnet.
Die Datenaufnahme in den Ringspeicher wird zu Beginn einer Testfahrt gestartet. Wenn
dann das Ereignis eintritt, wird der Inhalt des Ringspeichers quasi "eingefroren",
so dass das Datenaufkommen in dem ersten Teilintervall vor Eintritt des Ereignisses
zusammen mit der Zeitachse gespeichert ist. Die Länge des ersten Teilintervalls wird
dementsprechend durch den Speicherinhalt des Ringspeichers definiert. Erfindungsgemäß
werden nach Eintritt des Ereignisses die Betriebsdaten noch innerhalb des zweiten
Teilintervalls "linear" auf der Zeitachse aufgenommen. Die im zweiten Teilintervall
aufgenommenen Betriebsdaten werde dann an die des ersten Teilintervalls zeitlich angehängt.
[0008] Anspruchsgemäß werden die Betriebsdaten somit innerhalb des gesamten Zeitintervalls
entlang der Zeitachse aufgezeichnet, wobei die Länge des Zeitintervalls über die Längen
der beiden Teilintervalle vorgebbar ist. Der bezüglich des Ereignisses in der Vergangenheit
liegende Anfangszeitpunkt des Zeitintervalls wird durch den Speicherinhalt der als
Ringspeicher ausgebildeten ersten Speichereinheit definiert, in die die Betriebsdaten
während des Betriebes kontinuierlich rollierend aufzeichnet werden. Der Endzeitpunkt
des Zeitintervalls wird dann über das zweite Teilintervall definiert, dessen Länge
durch eine Benutzervorgabe voreingestellt wird.
[0009] Dabei wird das Zeitintervall während der rollierenden Aufzeichnung in den Ringspeicher
mit einem Startbefehl an einem Fixpunkt, der mit dem Zeitpunkt des Auftretens des
Ereignisses korreliert, fixiert. Mit dem Startbefehl wird der aktuelle Inhalt des
Ringspeichers "eingefroren", insbesondere in einen separaten Speicher kopiert, und
die weiteren vom Fixpunkt bis zum Endzeitpunkt aufgezeichneten Betriebsdaten werden
als zeitlich lineare Datenfolge an die aus dem Ringspeicher stammenden Betriebsdaten
angehängt.
[0010] Um das Zeitintervall flexibel einstellen zu können, ist es vorteilhaft, die Speicherkapazität
des Ringspeichers und damit die Länge des ersten Teilintervalls durch eine Benutzervorgabe
voreinzustellen. Dabei kann sich die Vorgabe der Speicherkapazität an dem zu erwartenden
Ereignis und an dessen Vorgeschichte ausrichten. Im Normalfall wird es ausreichen,
die Speicherkapazität so einzustellen, dass die Betriebsdaten über einige Minuten
aufgenommen werden, bevor sie rollierend überschrieben werden.
[0011] Um plötzlich eintretende Ereignisse nachträglich besser analysieren zu können, ist
es vorteilhaft, neben der zeitlichen Länge der Teilintervalle auch die zeitliche Auflösung
einstellen zu können. Bei höherer Auflösung werden mehr Betriebsdaten pro Zeiteinheit
von den Sensoren aufgenommen und abgespeichert. Auch die Vorgabe einer geringeren
Auflösung kann Vorteile haben, um Langzeiteffekte im Zeitraffer untersuchen zu können.
[0012] Zur Verbesserung des Bedienkomforts ist es von Vorteil, das System aus verschiedenen
untereinander in datenleitender Verbindung stehenden Komponenten zusammenzusetzen.
Dabei kann das automotive CAN-Bus Aufzeichnungsgerät ("Tracker") als eine eigebettete
("embedded") Komponente ausgestaltet sein, die eine datenleitende Anbindung an eine
auf einem Smartphone laufende Applikation ("App") hat. Über die Applikation können
die Funktionen des Trackers eingestellt und die aufgenommenen Betriebsdaten verarbeitet
werden. Insbesondere kann über die App auf dem Smartphone der Startbefehl per "one-Klick"
oder per Sprachbefehl generiert und über die Funkverbindung von dem Smartphone an
den Tracker geschickt werden. Zudem können die vom Tracker aufgenommenen Betriebsdaten
über die Applikation an einen zentralen Hintergrundrechner ("Backend") übertragen
werden. Die Datenübertragung zwischen dem Tracker und dem Smartphone sowie zwischen
dem Smartphone und dem Backend findet vorteilhafterweise jeweils über eine Funkverbindung,
insbesondere über eine Fernfunkverbindung LTE, UMTS oder eine Nahfunkverbindung wie
WLAN oder Bluetooth, statt.
[0013] Mit einem solchen System kann die Kommunikation auf dem CAN Bus in relevanten Zeitabschnitten
aufgezeichnet und zusätzlich mit Sekundärinformation angereichert werden. Alle Daten
werden zeitnah an das Backend übermittelt und stehen dort zentral zur analysierenden
Aufwertung zur Verfügung. Wichtige Fahrzeugbus-Daten können in einem über die App
parametrierbaren Zeitabschnitt aufgezeichnet werden. Diese entlang der Zeitachse aufgezeichneten
CAN-Daten können vom Anwender zusätzlich mit Sekundärinformation, wie Fotos, Videos,
Audio-Dateien und/oder Texteingaben, über das Smartphone verknüpft werden. Zudem können
die GPS- und Zeitdaten des Ereignisses sowie GPS- und Zeitdaten der Testfahrt zu bestimmten
Zeitpunkten entlang der Zeitachste gespeichert werden. Insgesamt erbringt das erfindungsgemäße
System erhebliche Zeiteinsparungen bei der Auswertung
[0014] Diese Art des erfindungsgemäßen Aufzeichnens der Betriebsdaten in Kombination mit
Positions- und Zeitangaben sowie speziellen Benutzereingaben in Form von Audio/Video-
und Texteingaben erleichtert und beschleunigt die Auswertung der Betriebsdaten im
Backend und ermöglicht eine genaue Fehleranalyse. Mit Einsatz der Erfindung ist es
nun nicht mehr notwendig, die enormen Datenmengen der CAN-Daten mit den GPS-Daten
und Sprachaufnahmen nach der Testfahrt wie vormals zu fragmentieren und anschließend
zu verknüpfen. Der erfindungsgemäße "Device Analytics Tracker" gewährleistet eine
Arbeits-, Zeit- und Resourcenersparnis.
[0015] Damit ist der erfindungsgemäße "Device Analytics Tracker" ein System für den automotiven
Sektor, das in der Lage ist, die relevanten CAN- Betriebsdaten vom CAN-Bus des Fahrzeuges
"herauszufiltern". Diese Betriebsdaten können direkt mit den entsprechenden GPS- und
Zeitdaten sowie den Sekundärinformationen des Anwenders verknüpft und abgespeichert
werden. Dabei können die GPS-Daten auch dann gespeichert werden, wenn keine CAN-Bus
Aufnahme stattfindet, um später die komplette Streckenroute der Testfahrt nachvollziehen
zu können.
[0016] Sobald ein Ereignis in Form einer Störung oder eines Fehler auftritt, wird die CAN-Bus
Aufzeichnung erfindungsgemäß automatisch oder durch eine Person im Fahrzeug per "One-Klick"
oder Sprachkommando als Startbefehl gestartet und damit der Fixpunkt festgelegt. Die
zurückliegenden CAN-Daten sind im Ringpuffer über einen gewissen Zeitraum zwischengespeichert
und bilden das erste Teilintervall. Beim Starten der Aufzeichnung wird also zunächst
der Inhalt des Ringspeichers gespeichert. Dabei kann die Vorlaufzeit des Ringspeichers
und/oder die Nachlaufzeit der linearen Datenaufnahme, die das zweite Teilintervall
bildet, über das Smartphone parametriesiert werden. Die lineare Datenaufnahme erfolgt
als Echtzeitaufnahme der über den CAN-Bus ausgetauschten Daten. Alle Daten können
später direkt an das Backend gesendet werden, wobei es vorteilhaft ist, für das Backend
eine Cloudlösung vorzusehen. Die Daten im Backend können zu einem späteren Zeitpunkt
ausgewertet und analysiert werden. Zudem besteht die Möglichkeit, die Testfahren zu
visualisieren und die Ereignissdaten zum Download bereit zu stellen.
[0017] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
- Figur 1
- das erfindungsgemäße System und
- Figur 2
- die Funktionsweise der auf dem Smartphone laufenden Applikation.
[0018] In Figur 1 sind die Komponenten des erfindungsgemäßen Systems dargestellt. In einem
Kraftfahrzeug 1 ist ein CAN-Datenlogger 2 ("Tracker") eingebaut und an den CAN Bus
des Kraftfahrzeugs 1 angeschlossen. Zur Aufnahme der relevanten Betriebsdaten sind
im und/oder am Kraftfahrzeug 1 entsprechende Sensoren angebracht, die unmittelbar
oder über Auswertemodule an den CAN Bus angeschlossen sind. Der Begriff "Sensor" ist
hier in großer Allgemeinheit gebraucht und umfasst alle Mittel, mit denen sich Betriebsdaten
in Form physikalischer Größen aufnehmen lassen, die im Zusammenhang mit dem Kraftfahrzeug,
mit der Fahrt oder mit der Umgebung stehen. Im Kraftfahrzeug 1 ist zudem eine Speichereinheit
vorgesehen, mit der die Betriebsdaten aufgezeichnet werden. Auch das Merkmal "Kraftfahrzeug"
ist in großer Allgemeinheit gebraucht und umfasst alle Fahrzeuge, die sich auf dem
Land, in der Luft und auf dem Wasser bewegen.
[0019] Erfindungsgemäß ist die Speichereinheit als ein Ringspeicher oder Ringpuffer ausgebildet,
der die Betriebsdaten während des Betriebes kontinuierlich und zusammen mit der Zeitachse
aufzeichnet und die aufgezeichneten Betriebsdaten "rollierend" bei Erreichen der Speicherkapazität
am Anfang beginnend wieder überschreibt. Die Speicherkapazität des Ringspeichers -
und damit die Länge des aufzuzeichnenden ersten Teilintervalls- kann durch eine Benutzervorgabe
voreingestellt werden.
[0020] Zudem umfasst das System ein Smartphone 3, auf dem eine Applikation zur Handhabung
des Systems läuft. Das Menü auf dem Smartphone 3 ist in zwei Zuständen gezeigt. Während
der die Bedienoberfläche 23 die Auswahl bestimmter Zusatzdaten ermöglicht, präsentiert
die Bedienoberfläche 24 einen markanten Startknopf 25, mit em die Eingabe des Stratbefehls
ermöglicht wird. Zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Smartphone ist eine Nahfunkverbindung
4 vorgesehen, über welche die Betriebsdaten vom Kraftfahrzeug 1 zum Smartphone 3 und
Steuerbefehle vom Smartphone 3 zum Kraftfahrzeug 1 übermittelt werden. Die Nahfunkverbindung
arbeitet über Bluetooth oder WLAN. Die oben genannte Speichereinheit in Form des Ringspeichers
kann auch im Smartphone 3 implementiert sein, so dass die Betriebsdaten im Kraftfahrzeug
aufgenommen und über die Nahfunkverbindung 4 an das Smartphone zur Abspeicherung übermittelt
werden.
[0021] Die auf dem Smartphone 3 laufende Applikation ermöglicht die Vorgabe des Startbefehls
durch One-Klick. Zudem können während der Aufzeichnung der Betriebsdaten im Ringspeicher
(erstes Teilintervall) und im linearen Speicher (zweites Teilintervall) über die Applikation
Bilddaten, Videodaten, Sprachdaten und Textdaten erstellt und den Betriebsdaten in
zeitlicher Synchronisation zugeordnet werden. Beim Speichern der Eingaben werden diese
zusätzlichen Daten mit den aufgenommenen CAN-Frames verknüpft. Insbesondere kann der
Nutzer 5 über die Audioverbindung 6 einen Sprachbefehl "Fehler auf nasser Fahrbahn"
eingeben.
[0022] Eine weitere Komponente des erfindungsgemäßen Systems ist das Backendsystem in der
Datencloud 7, das über eine Funkverbindung 8 zugänglich ist. Hier stehen große Rechner-
und Speicherkapazitäten zur Verfügung, so dass eine genaue Analyse der um das Ereignis
herum aufgenommenen Betriebsdaten möglich ist. Dazu ist im Backendsystem ein entsprechendes
Modul 9 vorgesehen. Zudem können vom Backendsystem Schnittstellen 10 zu allen möglichen
Systemen zur Verfügung gestellt werden. Auch Funktionen 11 zur Konvertierung von Sprache
in Text und Schnittstellen 12 zu "BigData" können vorgesehen sein. Beliebige weitere
Module 13 sind möglich. Mit der Datenübertragung an das Backend hat der Nutzer die
Möglichkeit, alle gespeicherten Daten des Systems über das Internet an das Backend
zu senden. Nach erfolgreichem Senden können die Daten vom CAN-Bus Tracker gelöscht
werden.
[0023] In Figur 2 ist die Struktur der auf dem Smartphone laufenden Applikation gezeigt.
Zunächst bietet die Applikation dem Nutzer 14 vier verschiedene Menüpunkte: Unter
Menüpunkt 15 kann der Nutzer 14 die gespeicherten Betriebsdaten an das Backend übertragen,
wobei die Daten aus dem Smartphone eigenen Speicher 16 stammen. Unter Menüpunkt 16
kann der Nutzer die Aufzeichnung von GPS Daten starten, die dann den gespeicherten
Betriebsdaten auf dem Zeitstrahl entsprechend zugeordnet werden. Menüpunkt 17 bietet
die zentrale Eingabemöglichkeit, mit der der Startbefehl zum Einfrieren der Betriebsdaten
aus dem rollierenden Speicher und die Aufnahme der Betriebsdaten in den linearen Speicher
gestartet wird. Die Betriebsdaten wereden in den Speicher 16 transferriert. Unter
Menüpunkt 18 bewerkstelligt der Nutzer die Aufnahme zusätzlicher daten. Über ein ihm
dargebotenes Textfeld 19 kann er eine Texteingabe machen. Zudem kann er eine Aufnahme
mit einer Fotokamera 20, einem Mikrofon 21 oder einer Videokammera 22 veranlassen.
Die jeweils aufgenommen Daten werden ebenfalls in den Speicher 16 transferriert.
1. Verfahren zur Aufzeichnung von Betriebsdaten in einem im Betrieb befindlichen Kraftfahrzeug
(1), wobei die aufzuzeichnenden Betriebsdaten mittels am Kraftfahrzeug (1) befindlicher
Sensoren aufgenommen werden, wobei die Sensoren oder deren Auswertemodule über eine
gemeinsame Datenleitung, insbesondere einen CAN Bus, mit einer Speichereinheit (2)
in datenleitender Verbindung stehen und wobei die Betriebsdaten in der Speichereinheit
(2) aufgezeichnet werden,
dadurch gekennzeichnet
dass die Betriebsdaten innerhalb eines Zeitintervalls vorgebbarer Länge aufgezeichnet
werden,
wobei der Anfangszeitpunkt des Zeitintervalls durch den Speicherinhalt der als Ringspeicher
ausgebildeten Speichereinheit definiert wird,
wobei der Ringspeicher die Betriebsdaten während des Betriebes kontinuierlich aufzeichnet
und bei Erreichen seiner Speicherkapazität am Anfang beginnend überschreibt,
wobei der Endzeitpunkt des Zeitintervalls durch eine Benutzervorgabe definiert wird,
wobei mit einem Startbefehl das Zeitintervall an einem zeitlichen Fixpunkt fixiert
wird,
wobei das Zeitintervall ein erstes Teilintervall, das vor dem Fixpunkt liegt, und
ein zweites Teilintervall, das nach dem Fixpunkt liegt, aufweist, wobei mit dem Startbefehl
der aktuelle Inhalt des Ringspeichers als erstes Teilintervall in einen Speicher kopiert
wird,
wobei die vom Fixpunkt bis zum Endzeitpunkt aufgezeichneten Betriebsdaten als zweites
Teilintervall in einen Speicher kopiert werden und wobei die Betriebsdaten aus den
beiden Teilintervallen zeitlich hintereinander gekoppelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Speicherkapazität des Ringspeichers und damit die Länge des zweiten Teilintervalls
durch eine Benutzervorgabe voreingestellt wird.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zeitliche Auflösung der Aufnahme der Betriebsdaten durch eine Benutzervorgabe
voreingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die innerhalb des Zeitintervalls aufgezeichneten Betriebsdaten über eine Funkverbindung
(4), insbesondere über WLAN oder Bluetooth, an ein Smartphone (3) gesendet und dort
zur weiteren Verarbeitung durch eine Applikation gespeichert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Startbefehl von der Applikation auf dem Smartphone (3) generiert und über die
Funkverbindung (4) an das System geschickt wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mittels des Smartphones (3) Zusatzdaten in Form von Bilddaten, Textdaten oder Audiodaten
zu bestimmten Zeitpunkten aufgenommen und den aufgezeichneten Betriebsdaten zu entsprechenden
Zeitpunkten zugeordnet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Betriebsdaten gegebenenfalls mit den zugeordneten Zusatzdaten mittels der Applikation
von dem Smartphone über eine Funkverbindung (8), insbesondere über WLAN oder Bluetooth,
zur Auswertung an ein Backendsystem (7) geschickt werden.
8. System zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend,
durch gekennzeichnet
einen im Kraftfahrzeug eingebauten Datenlogger (2), der an dem Fahrzeug Datenbus angeschlossen
ist und die Aufzeichnung der von den Sensoren gewonnenen Betriebsdaten bewerkstelligt,
ein Smartphone (3) mit einer darauf laufenden Applikation zur Handhabung des Systems,
wobei das Smartphone (3) über eine Nahfunkverbindung (4) mit dem Datenlogger (2) in
datenleitender Verbindung steht,
ein Backendsystem (7) zur Auswertung der aufgenommen Betriebsdaten, wobei das das
Smartphone (3) über eine Funkverbindung (8) mit dem Backendsystem (7) in datenleitender
Verbindung steht, und
eine Speichereinheit umfassend einen Ringspeicher zur rollierenden Aufzeichnung der
Betriebsdaten in einem ersten zeitlichen Teilintervall und einen Speicher zur linearen
Aufzeichnung der Betriebsdaten in einem zweiten zeitlichen Teilintervall.
9. System nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Speichereinheit Teil des Datenloggers ist.