Bild 1: Die Hardware der neuen Telematik-Plattform Flea3.

Bild 1: Die Hardware der neuen Telematik-Plattform Flea3.CarMedialab

OEMs legen immer wieder so genannte „Special Purpose Fleets“ auf, die für besondere Anwendungen konzipiert sind. So gibt es nicht nur Prototypen-Kleinstserien sondern auch spezielle Kundenfahrprogramme, in deren Rahmen der Automobilhersteller beispielsweise eine Kleinserie von 100 Kundenfahrzeugen für einen speziellen Zweck mit besonderen Features ausstattet.

Ein Beispiel: Da die Infotainment-Systeme in Premiumfahrzeugen mittlerweile sehr komplex und funktionsvielfältig geworden sind, die typischen Fahrer von Premium-Fahrzeugen sich aber nicht durchgängig der Zielgruppe der technikaffinen Jungfahrer zuordnen lässt, wollte ein Fahrzeughersteller wissen, wie seine Kunden im Alltag auf der Straße mit den Infotainment-Systemen umgehen beziehungsweise wie sie mit ihnen interagieren.  Zu diesem Zweck rüstete CarMedialab (CML) 100 Fahrzeuge dieses Herstellers mit seinen Telediagnose-Geräten aus. Anschließend untersuchte der OEM über einen Zeitraum von drei bis vier Monaten damit das Nutzungsverhalten des Infotainment-Systems bei seinen realen Kunden in Nordamerika. Ein derartiges Kundenprogramm läuft natürlich stets in Zusammenarbeit mit der jeweiligen Vertriebsorganisation, wobei die Händler vor Ort treue Kunden ansprachen, ob sie bei dem Projekt mitmachen. In der Regel erhalten die Kunden dafür ein kleines Incentive, denn immerhin müssen sie für den Ein- und Ausbau des CML-Geräts jeweils die Werkstatt aufsuchen.

CarMedialab lieferte hierzu die komplette Telediagnose-Einheit inklusive entsprechender Infrastruktur, so dass die Werkstatt vor Ort nur noch die Diagnose-Box im Fahrzeug befestigen und mit der OBD-Buchse verbinden musste. Während der Erprobung erfasste die Telediagnose-Einheit die vom OEM gewählten Nutzungsdaten in der gewünschten Häufigkeit und verschickte sie per GSM/GPRS an den CML-Server, wo der OEM die fertig aufbereiteten Daten abrief.

Ein ähnliches Programm soll in Kürze bei einem anderen OEM anlaufen, der das Alltagsverhalten der Nebenverbraucher untersuchen  möchte – auch in Hinblick auf die Elektromobilität beziehungsweise die Hybridisierung des Antriebsstrangs. Um hier aussagekräftige Informationen über das Kundenverhalten (also nicht über das Verhalten der Mitarbeiter des OEMs im Rahmen professioneller Testfahrten) in Nordamerika zu erhalten, setzt dieser OEM ebenfalls auf die Lösung von CarMedialab.

Die Telediagnose-Geräte kommen allerdings nicht nur in Serienfahrzeugen sondern auch bereits während der Erprobungsphase zum Einsatz. Dabei untersuchen die OEMs je nach Anwendung manchmal nur einzelne Fahrzeuge und teilweise auch gleich mehrere Tausend.

Telediagnose

Da es auf dem Markt keine für die Aufgaben angemessene Plattform gab, die zu den eigenen Vorstellungen von Telediagnose-Anwendungen passte, entwickelte CML eigenständig das komplette Onboard-System, bestehend aus Hardware und Software. Die Hardware selbst lässt das Unternehmen  von einem ISO-16949-zertifizierten Zulieferer fertigen.

Bild 2: Die Telematiklösung deckt mit ihrer End-to-End Architektur die gesamte Datenkette bis in die Infrastruktur des OEMs ab.

Bild 2: Die Telematiklösung deckt mit ihrer End-to-End Architektur die gesamte Datenkette bis in die Infrastruktur des OEMs ab.CarMedialab

CarMedialab kennt die Anwendungsfälle sehr gut, so dass bereits die Produktdefinition zu den Kernkompetenzen zählt. Das Unternehmen ist in der Lage, diese speziellen Steuergeräte direkt auf den jeweiligen Anwendungsfall zuzuschneiden – und zwar sowohl in punkto Funktionalität als auch in Bezug auf das Budget. Schon die erste CML-Hardware, die den Namen Flea1 trug, war eine Art Low-Cost-Diagnose-Logger; vergleichbare Geräte gab es zu dieser Zeit noch nicht.

Neue Plattform Flea3

Für komplexere Aufgaben wie Qualitätssicherung von Testfahrzeugen, automatisierte Entwicklungsdokumentation, Analyse des Kundenverhaltens, Vorbereitung neuer Telematik-Lösungen und schnelle Rückmeldungen aus dem Feld (Fast-Feedback-Programme) ist das Telediagnose-Gerät Flea3 konzipiert. Schon ein Blick auf die zentrale Recheneinheit – ein mit 532 MHz getakteter 32-bit-Prozessor auf ARM11-Basis mit 128 MByte SDRAM, 512 MByte NAND- und 8 MByte NOR-Flash – zeigt, dass Flea3 auch für größere Datenmengen gut geeignet ist. Neben der 50kanaligen Assisted-GPS-Einheit und dem Bluetooth-Interface (V2.0 + EDR) verfügt das Gerät unter anderem über Schnittstellen wie 2 x RS232, 1 x K-Line/LIN, 4 x High-Speed-CAN, 1 x CAN (umschaltbar zwischen High- und Low-Speed), 1 x USB etc. Ein Ethernet-Anschluss ist genauso vorhanden wie die Möglichkeit, ein kundenspezifisches Interface-Modul einzuschieben. Das Gerät ist in einem Gehäuse mit den Abmessungen 145 mm x 100 mm x 30 mm untergebracht und hat eine Masse von 420 g. Die Datenübertragung an den Server erfolgt auch beim Flea3 per GSM/GPRS/EDGE. Außerdem verfügt das Gerät über einen internen Slot für MicroSD-Karten sowie optional über ein WLAN-Modul.

Mit seinem Embedded-Linux-Betriebssystem eignet sich Flea3 sowohl für Diagnose-Aufgaben als auch für Onboard-Statistiken sowie zur Überwachung des CAN-Bus. Da für die Embedded-Linux-Welt ja bereits ein großer Software-Fundus existiert, ist schon eine breite Software-Basis vorhanden. Ein typisches Beispiel hierfür ist Software zur Verschlüsselung, so dass beispielsweise keine Neuentwicklung einer SSL-Bibliothek notwendig ist.

Zum Telediagnose-Paket gehören allerdings nicht nur die Geräte sondern auch die Software sowie diverse Dienstleistungen rund um diese Lösung und den Gesamt-Systembetrieb. Unter dem Begriff  „Telediagnose“ fasst CarMedialab die drei Kernfunktionen Fahrzeugdiagnose, On-Board-Statistiken sowie Aufzeichnen von CAN-Daten zusammen.

Automatisierte Dokumentation des Bauzustands

Wenn OEMs einen Versuchsträger realisieren, dann unterliegt er über seinen Lebenszyklus hinweg sehr vielen Veränderungen, aber nur mit einer exakten Dokumentation des aktuellen Zustands lassen sich alle Daten sinnvoll auswerten. Die Mitarbeiter in der Entwicklung führen diese aufwändigen Dokumentationsarbeiten in der Regel nur sehr ungern durch. Aus diesem Grund erfasst das Telediagnose-System beim Einschalten zunächst die Identifikation (Seriennummer), den Hardware-Stand und die Software-Versionen der einzelnen Steuergeräte sowie zusätzlich auch die Fehlerspeicher-Einträge und zahlreiche Umgebungsdaten. Allein schon die systematische Erfassung dieser Daten führt zu Einsparungen, die den Kaufpreis des Gerätes mit der dafür notwendigen Systemarchitektur übersteigen – und das, obwohl auch Betriebskosten wie Mobilfunk-Gebühren etc. anfallen. Mit diesem Low-Cost-System als Basis zur Zustands-Dokumentation ist es dann relativ einfach möglich, weitere kleine Programme nachzuladen. Ein derartiges Programm könnte beispielsweise statistische Daten erheben.

Fehler schneller beseitigen

Auf Basis dieser Kernfunktionen unterstützt CarMedialab verschiedene Programme von der Analyse des Kundenverhaltens bis zu Fast-Feedback-Programmen. Ein europäischer OEM hat sich beispielsweise eingestanden, dass Fahrzeuge, die unmittelbar nach SOP auf den Markt kommen, noch fehlerbehaftet sind. Weil der erste Fahrzeug-Rollout in der Regel als Vorführwagen in die Händlerorganisation geht, diese Fahrzeuge aber erst nach zirka sechs Monaten wieder an den Hersteller zurückgehen, erhielten die OEMs in diesem Zeitraum bisher nur sehr spärliches Feedback aus dem Feld, wobei eventuelles Feedback auch noch sehr unkoordiniert und unsortiert war.

Die Lösung von CarMedialab ermittelt mit jedem Zündungszyklus, ob bestimmte Ereignisse in dem Fahrzeug vorkamen, die bei Bedarf per Mobilfunk auf den Server des OEMs übertragen werden, so dass alle Ereignisse automatisiert auf einem Server zusammenlaufen, ohne dass der Händler dabei direkt involviert sein muss.

Ein spezieller Notifikations-Mechanismus stellt die relevanten Daten dann den Steuergeräte-Verantwortlichen zur Verfügung – und zwar nur dann, wenn irgendwelche Fehler aufgetreten sind. Wenn es beispielsweise in einem Motorsteuergerät zu einem Fehler kam, dann leitet das System selbstständig die entsprechenden Fehlerinformationen über die gesamte Verbindungskette hinweg an die für das entsprechende Steuergerät verantwortliche Person weiter. Wenn allerdings keine Fehler auftreten, dann werden der Verantwortlichen auch nicht mit „Status-OK“-Meldungen belastet. Die Server scannen dafür die entsprechenden Fehlermeldungen durch, sortieren sie, ziehen erste Schlussfolgerungen und leiten die Informationen an die Verantwortlichen weiter.

Nach dem Ende dieser Phase kommen die Fahrzeuge zurück zum Hersteller, wo die Diagnose-Geräte wieder ausgebaut und bei CarMedialab für die nächste Verwendung vorbereitet werden. Bei diesem europäischen OEM hat sich allein schon durch den kürzeren Fehlerabstellprozess vor dem Ramp-Up das gesamte Diagnosesystem nachrechenbar bezahlt gemacht, weil die Fehler bereits einen Monat früher vorlagen und somit auch früher abgestellt werden konnten.

Beweise erbringen

Auch in einem sehr speziellen Fall konnte das Telediagnose-System helfen: Ein Unternehmen ABC kaufte beispielsweise die Mechanik eines Getriebes beim Unternehmen XYZ zu, während es die Getriebeelektronik selbst entwickelte. Allerdings gingen während der Entwicklung bei ABC immer wieder Getriebe kaputt, die dann nur noch Schrottwert hatten. Der Mechanik-Zulieferer XYZ behauptete daraufhin, dass der Betrieb des Getriebes im Rahmen der Erprobungsphase nicht gemäß der Spezifikation erfolgte, während ABC bekräftigte, dass sämtliche Nutzer-Spezifikationen eingehalten wurden. Im Gegenzug behauptete ABC, dass XYZ die Zuliefer-Spezifikation nicht erfüllt. Um diesen Konflikt aufzulösen, schrieben Diagnoseeinheiten von CarMedialab entsprechende Statistiken mit, die eine exakte Analyse der Nutzung ermöglichten. Nach der Auswertung war klar, auf welcher Seite die Fehlerursache lag.

Manchmal untersuchen OEMs mit den CML-Geräten auch völlig profane Aspekte – beispielsweise, wie oft Türen oder Cabrio-Verdecke geöffnet und geschlossen wurden, bei welchen Temperaturen dies jeweils erfolgte usw. Diese Informationen sind wichtig, um die entsprechenden Komponenten richtig auszulegen.

Data Clearing Center

Ein wesentlicher Vorteil des Systems von CarMedialab ist das Data Clearing Center (DCC), das synchron und asynchron Jobs an die Endgeräte verteilt sowie Ergebnisse entgegennimmt und der Anwendung übergibt. Ein Job ist eine generische Entität, der beispielsweise eine Diagnose-Aufgabe, die Konfiguration für eine Statistik, eine Ortungsanfrage und vieles mehr sein kann. Dieser Job ist für ein Fahrzeug, eine definierte Gruppe von Fahrzeugen oder für eine ganze Fahrzeugflotte auf den Servern von CarMedialab hinterlegt.

Beim Einschalten der Zündung fragen die Systeme normalerweise beim Data Clearing Center nach, ob ein neuer Job für das Fahrzeug vorliegt, den es bei Bedarf herunterlädt, einsortiert, einplant und regelbasiert ausführt, um anschließend die Ergebnisse entlang der gesamten Kette wieder zurück zu melden.

Hierdurch ergibt sich eine gewisse Asynchronität: der OEM definiert seinen Job und gibt ihn weiter an das Data Clearing Center, während die Fahrzeuge sich die Jobs erst abholen, wenn sie gestartet werden beziehungsweise verbunden sind. Oftmals ist die Infrastruktur beim OEM nicht auf diese Asynchronität ausgelegt. Aus Sicherheitsgründen initiieren normalerweise die Fahrzeuge die Verbindung, während die Server keinen Verbindungsaufbau durchführen können.

Neuerdings gibt es auch eine synchrone Online-Kommunikation, über die gefilterte CAN-Datenströme direkt bis auf den PC des Anwenders gestreamt werden können. Das Data Clearing Center zeigt die verfügbaren, angemeldeten Onboard-Systeme an, der Anwender wählt das relevante aus, stellt den gewünschten Filter ein, und die Datenübertragung beginnt. Abspeichern und Nachbearbeiten finden auf dem lokalen PC statt.

Das Data Clearing Center, das bereits seit mehreren Jahren im Einsatz ist, bildet auch ein Systemmanagement ab, denn es weiß, wann welches Gerät produziert wurde, wann welche SIM-Karte eingebaut wurde, wann der Einbau und Ausbau welches Geräts in welches Fahrzeug erfolgte etc., so dass sich quasi die Abbildung eines kompletten Geräte-Lebenszyklus‘ ergibt. Aus Gründen der Vertraulichkeit behandelt das Data Clearing Center keine Nutzdaten sondern nur Systemdaten. Diese Nutzdaten gibt das System oftmals ganz ohne Interpretation in Form von Rohdaten direkt an den OEM weiter. Bei Bedarf sorgt CarMedialab aber auch für eine Aufarbeitung der Daten.

CarMedialab bietet somit eine Komplettlösung von den Telediagnose-Geräten über die Embedded-Software bis zum Data Clearing Center und dem Betrieb des Gesamtsystems an, wobei der OEM sich im Prinzip um viele Einzelheiten nicht kümmern muss und mit einem Web-Interface direkten Zugriff auf seine Daten erhält. Die Server-Server-Kommunikation zwischen Data Clearing Center und der Infrastruktur des OEMs lässt sich um ein Vielfaches günstiger und schneller durchführen als eine Server-Geräte-Integration. Bei Bedarf erledigt das Unternehmen die gesamte Logistik vom Besorgen der SIM-Karten bis zum Betrieb.

Standard-Messaufgaben automatisieren

Bei der Automatisierung von Standard-Messaufgaben lassen sich viel Zeit und Geld sparen. Gleichzeitig sind die Fahrzeuge weltweit erreichbar. So hat beispielsweise ein OEM drei seiner Fahrzeuge auf einen anderen Kontinent verschifft, um dort nachzuweisen, dass diese Fahrzeuge entsprechende Vorgaben einhalten. Diese Fahrzeuge sind dort innerhalb eines Jahres voraussichtlich 180.000 km unterwegs, um Daten für die Zulassung in der entsprechenden Region zu bekommen. Die automatisierte Erhebung ermöglicht hierbei eine viel bessere Datenqualität als eine manuelle Protokollierung.

Bisher mussten die Fahrer, die leider oftmals nicht über das relevante technische Detail-Hintergrundwissen verfügen, viele Aufgaben übernehmen, aber mit den Geräten von CarMedialab ist diese Überprüfung viel einfacher. So lässt sich beispielsweise leicht überprüfen, ob das Fahrzeug sich noch konform verhält. Besonders interessant ist die Möglichkeit, Konfigurationsänderungen über die Luftschnittstelle einzuspielen und ein Update durchzuführen. Dies wäre bei konventionellen Datenloggern überhaupt nicht möglich, so dass ein Ingenieur extra für diese Tätigkeit in die Testregion fliegen müsste.

Auch wenn sich während der Testphase noch neue Fragen ergeben, besteht die Möglichkeit, zusätzliche Jobs mit in das Testfahrzeug herunterzuladen. Das System erledigt dann diese Jobs gleich mit. Durch eine derartige Mehrfachnutzung von Versuchsträgern ergibt sich eine Art virtuelles Versuchsfahrzeug.

Pilotprojekte zum Einstieg

Neue Kunden nehmen zum Einstieg gerne Angebote zur Pilotierung wahr. In diesem Rahmen lässt sich das Gesamtsystem vom DCC-Client, der Anwendungsoberfläche, über das Data Clearing Center bis hin zum Onboard-System für kleines Geld erproben. Der Anwender bekommt einen Eindruck von der Zuverlässigkeit des Systems und kann Erfahrungen mit der neuen Arbeitsweise sammeln. Aufbauend auf einem vorhandenen Set an Services kann in sehr kurzer Zeit quasi unmittelbar die Nutzung begonnen werden.