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Die Erfindung betrifft ein Steuergerät sowie ein Verfahren zum Betrieb des Steuergeräts, insbesondere zur Aktualisierung einer in dem Steuergerät eingesetzten Identifikationskarte eines Mobilfunknetz-Teilnehmers. Weiterhin wird ein Fahrzeug mit einem solchen Steuergerät vorgeschlagen.
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Mobilfunkbetreiber (MNO, Mobile Network Operator), verwenden zur Konfiguration von Identifikationskarten (SIM-Karten), die einen Zugang zu dem Mobilfunknetz ermöglichen, oftmals proprietäre Verschlüsselungs- und Authentifizierungsalgorithmen. Details hierzu werden zumeist geheim gehalten und nur einem kleinen Kreis ausgewählter SIM-Kartenhersteller mitgeteilt.
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So bezieht z. B. ein für vertrauenswürdig befundener SIM-Kartenhersteller konfigurierbare SIM-Chips von einem Halbleiterhersteller und beschreibt die SIM-Chips bzw. SIM-Karten nach den Vorgaben des Mobilfunkbetreibers mit spezifischen Personalisierungsdaten. Derartige Personalisierungsdaten umfassen z. B. ein Betriebssystem der SIM-Karte, Verschlüsselungs- und Authentifizierungsalgorithmen, einen kryptographischen Schlüssel, Seriennummer, PIN/PUK, Konfigurationsparameter (z. B. Telefonnummer, SMSC-Nummer, etc.).
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Eine MNO-spezifische Personalisierung der SIM-Karte erfolgt in einer sicheren bzw. vertraulichen Umgebung des SIM-Kartenherstellers. Ist die SIM-Karte personalisiert bzw. programmiert, kann ihr Inhalt kaum mehr verändert werden. Beispielsweise können von dem Mobilfunkbetreiber nur Konfigurationsparameter der SIM-Karte über die Luftschnittstelle verändert werden (mittels sogenannter OTA (over-the-air) Mechanismen), sofern die SIM-Karte in dem Mobilfunknetz eingebucht ist.
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In einem Fahrzeug, beispielsweise in einem Telematik-Steuergerät des Fahrzeugs, kann eine SIM-Karte integriert sein. Die Telematik-Steuergeräte unterliegen je nach Land oder Region unterschiedlichen Anforderungen und müssen teilweise pro Land oder Region aufgrund unterschiedlicher SIM-Karten logistisch separat behandelt werden, obwohl die Elektronik der Telematik-Steuergeräte oft identisch ist.
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Beispielsweise kann derzeit ein erster SIM-Kartentyp für Nordamerika und Europa und ein weiterer SIM-Kartentyp für den ”Rest der Welt” eingesetzt werden. Dies führt zu einer Verwaltung von zwei verschiedenen Typen von Telematik-Steuergeräten, die technisch – bis auf die Konfiguration der SIM-Karte – identisch sind.
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In Zukunft wird die Anzahl der SIM-Karten steigen, da einerseits neue Märkte erschlossen werden und andererseits das Bedürfnis zur Übertragung von Daten über die Mobilfunkschnittstelle ständig wächst. Dadurch werden auch zunehmend günstige Datentarife bzw. Flatrates von unterschiedlichen Mobilfunkbetreibern angeboten. Dies erfordert einen flexiblen Einsatz der SIM-Karten. Ein Austausch der SIM-Karte in dem Telematik-Steuergerät ist jedoch zumeist unerwünscht bzw. nicht möglich.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere einen effizienten Ansatz zu schaffen, SIM-Karten in dem automobilen Umfeld flexibel verwalten, programmieren bzw. personalisieren zu können.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird ein Steuergerät angegeben
- – umfassend eine programmierbare Identifikationskarte eines Teilnehmers in einem Mobilfunknetz;
- – wobei ein Personalisierungsprofil auf die Identifikationskarte aufspielbar und aktivierbar ist oder wobei eines von mehreren auf der Identifikationskarte vorhandenen Personalisierungsprofilen aktivierbar ist;
- – wobei die Identifikationskarte einen Sicherheitsmechanismus aufweist zur Auswahl und/oder Aktivierung des Personalisierungsprofils.
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Diese Lösung ermöglicht eine flexible Nutzung von Personalisierungsprofilen auf der Identifikationskarte auch oder gerade nach einer erstmaligen Aktivierung eines Personalisierungsprofils. Somit ist es möglich, dass das Steuergerät im Verlauf seines Betriebs unterschiedliche Personalisierungsprofile nutzen kann. Damit kann flexibel auf sich verändernde Tarifkonditionen, z. B. betreffend eine Übertragung von Daten über ein Mobilfunknetzwerk, reagiert werden. Beispielsweise kann für ein Fahrzeug mit einem derartigen Steuergerät der Mobilfunkbetreiber gewechselt werden, falls sich das Fahrzeug länger im Ausland aufhält, um teure Roaming-Gebühren zu verhindern.
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Die beiden vorgestellten Alternativen, d. h. die Aktivierung eines von mehreren abgespeicherten Personalisierungsprofilen oder das Aufspielen und Aktivieren (mindestens) eines Personalisierungsprofils ermöglichen neben der flexiblen und effizienten Einstellung des Mobilfunkbetreibers auch eine logistische Vereinfachung einer ansonsten benötigten Typenvielfalt an Steuergeräten. Steuergeräte, die sich nur durch Personalisierungsprofile bzw. Identifikationskarten unterscheiden, ansonsten aber technisch identisch sind, können logistisch als ein einzelnes Steuergerät behandelt werden.
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Bei dem Sicherheitsmechanismus kann es sich insbesondere um ein Modul und/oder um ein Programm zur Überprüfung der Authentizität und/oder Validität einer erhaltenen Information handeln. Bei der erhaltenen Information kann es sich um eine Aktivierungsanfrage eines von mehreren Personalisierungsprofilen oder um ein auf der Identifikationskarte abzuspeicherndes Personalisierungsprofil handeln.
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Vorzugsweise enthält die Identifikationskarte einen Security-Mechanismus (z. B. einen entsprechenden Algorithmus), anhand dessen Personalisierungsprofile gesichert (z. B. mittels Verschlüsselung und/oder Signatur) eingespielt werden können. Der Security-Mechanismus kann gewährleisten, dass nur von dem Hersteller der Identifikationskarte stammende Personalisierungsprofile auf der Identifikationskarte abgespeichert werden können. Hierbei sei angemerkt, dass der Security-Mechanismus eine Signaturprüfung und/oder eine Verschlüsselung umfassen kann.
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Eine Weiterbildung ist es, dass die programmierbare Identifikationskarte eine SIM-Karte ist oder auf einer SIM-Karte basiert.
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Somit handelt es sich bei der programmierbaren Identifikationskarte eines Teilnehmers in dem Mobilfunknetz um eine SIM-Karte bzw. basiert diese auf einer SIM-Karte.
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Eine andere Weiterbildung ist es, dass mehrere Personalisierungsprofile auf die Identifikationskarte aufspielbar sind, wobei eines der mehreren Personalisierungsprofile aktivierbar ist.
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Insbesondere ist es eine Weiterbildung, dass das Steuergerät ein Telematik-Steuergerät ist.
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Bei dem Telematik-Steuergerät kann es sich insbesondere um eine Telematik-Funktion eines Steuergeräts in einem Fahrzeug handeln. Mittels des Telematik-Steuergeräts ist es möglich, für das bzw. in dem Fahrzeug Dienste über eine Mobilfunkschnittstelle wahrzunehmen. Beispielsweise können Navigationsdaten, allgemeine Informationen, Emails, etc. von einem zentralen Rechner (der beispielsweise von dem Fahrzeughersteller oder im Auftrag des Fahrzeugherstellers betrieben wird) abgerufen und z. B. zur Navigation in dem Fahrzeug genutzt werden. Auch können Daten von dem Telematik-Steuergerät über das Mobilfunknetz z. B. an den zentralen Rechner übertragen werden (z. B. Wartungs-, Fehler-, Ortsinformationen). Auch kann mittels des Telematik-Steuergeräts den Passagieren des Fahrzeugs ein Internet-Dienst bereitgestellt werden.
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Auch ist es eine Weiterbildung, dass die mehreren auf der Identifikationskarte vorhandenen Personalisierungsprofile zumindest teilweise Personalisierungsprofile verschiedener Mobilfunkbetreiber sind.
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Damit kann flexibel auf unterschiedliche Roaming-Bedingungen oder allgemein Tarifkonditionen reagiert werden, indem jeweils ein passendes Personalisierungsprofil aktiviert oder geladen und aktiviert wird.
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Ferner ist es eine Weiterbildung, dass mindestens ein Personalisierungsprofil auf der Identifikationskarte vorinstalliert ist.
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Im Rahmen einer zusätzlichen Weiterbildung ist ein Personalisierungsprofil auf die Identifikationskarte über eine drahtgebundene Verbindung oder über eine drahtlose Verbindung, insbesondere über eine Mobilfunkschnittstelle, aufspielbar und aktivierbar.
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Eine nächste Weiterbildung besteht darin, dass eines von mehreren auf der Identifikationskarte vorhandenen Personalisierungsprofilen über eine drahtgebundene Verbindung oder über eine drahtlose Verbindung, insbesondere über eine Mobilfunkschnittstelle, aktivierbar ist.
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Eine Ausgestaltung ist es, dass die drahtgebundene oder die drahtlose Verbindung eine Verbindung zu einem Programmiersystem eines Fahrzeugherstellers ist.
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Somit kann vorteilhaft während der Fahrzeugherstellung das Steuergerät bzw. die Identifikationskarte in dem Steuergerät bespielt und/oder aktiviert werden. Auch ist es möglich, dass über die erwähnte Verbindung ein Personalisierungsprofil eines Steuergeräts geändert wird.
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Die oben genannte Aufgabe wird auch gelöst anhand eines Verfahrens zur Aktualisierung einer in einem Steuergerät eingesetzten Identifikationskarte eines Teilnehmers in einem Mobilfunknetz,
- – bei dem ein Personalisierungsprofil auf die Identifikationskarte aufgespielt und aktiviert wird oder
- – bei dem eines von mehreren auf der Identifikationskarte vorhandenen Personalisierungsprofilen aktiviert wird.
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Entsprechend gelten die weiteren insbesondere vorstehend beschriebenen Merkmale für das Verfahren entsprechend.
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Fahrzeug umfassend ein Steuergerät wie hierin beschrieben.
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Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein beliebiges Verkehrsmittel, z. B. ein Kraftfahrzeug, ein Flugzeug, ein Boot, ein Schienenfahrzeug, etc.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen dargestellt und erläutert.
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Es zeigen:
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1 beispielhaft ein Blockdiagramm umfassend ein Steuergerät mit einer SIM-Karte, wobei eine Aktivierung eines Personalisierungsprofils von mehreren auf der SIM-Karte gespeicherten Personalisierungsprofilen erfolgt;
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2 beispielhaft ein Blockdiagramm umfassend ein Steuergerät mit einer SIM-Karte, anhand dessen gezeigt wird, dass ein Personalisierungspaket umfassend mindestens ein Personalisierungsprofil auf die SIM-Karte geladen werden kann.
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Insbesondere ist es ein Ziel, eine geringe Typvielfalt von Telematik-Steuergeräten basierend auf unterschiedlichen SIM-Karten logistisch verwalten zu müssen. Sofern sich die Telematik-Steuergeräte nur durch die eingelegten SIM-Karten unterscheiden, reduziert die logistische Handhabung nur eines einzigen Steuergeräts deutlich den Aufwand und damit die Kosten. Entsprechend vereinfachen sich Fertigung, Anlieferung, Lagerhaltung, etc.
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Dies kann z. B. erreicht werden, indem die Personalisierung der in dem Telematik-Steuergerät enthaltenen SIM-Karte nicht mehr bei dem SIM-Kartenhersteller erfolgt, sondern z. B. während der Produktion des Fahrzeugs unter Verwendung eines universellen Telematik-Steuergeräts durchgeführt wird.
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Grundsätzlich gibt es insbesondere die folgenden Möglichkeiten zur flexiblen Personalisierung einer SIM-Karte in einem Steuergerät, insbesondere einem Telematik-Steuergerät:
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(1) Aktivierung eines von mehreren Personalisierungsprofilen:
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Der SIM-Kartenhersteller programmiert die SIM-Karte mit mehreren Personalisierungsprofilen, insbesondere mit Personalisierungsprofilen unterschiedlicher Mobilfunkbetreiber (MNOs).
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Vorzugsweise umfasst die SIM-Karte einen Sicherheitsmechanismus, der die Auswahl und Aktivierung eines der auf der SIM-Karte vorhandenen Personalisierungsprofils erlaubt.
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Der Fahrzeughersteller kann bei der Erzeugung eines Produktionsauftrags eines Fahrzeugs eine Freischaltung des erforderlichen Personalisierungsprofils auf der SIM-Karte, z. B. bei dem MNO oder bei dem SIM-Kartenhersteller, beantragen. Von dem MNO oder dem SIM-Kartenhersteller wird ein Freischaltcode für das benötigte und bereits auf der SIM-Karte gespeicherte Personalisierungsprofil bereitgestellt. Beispielsweise kann sodann im Verlauf der Produktion des Fahrzeugs, z. B. im Rahmen einer durchzuführenden Diagnose bestimmter Komponenten des Fahrzeugs, auch der Freischaltcode eingespielt und damit das Personalisierungsprofil aktiviert werden.
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1 zeigt beispielhaft ein Blockdiagramm umfassend ein Steuergerät 101 mit einer SIM-Karte 102, wobei eine Aktivierung eines Personalisierungsprofils von mehreren auf der SIM-Karte 102 gespeicherten Personalisierungsprofilen 103 bis 106 erfolgt.
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Bei dem Steuergerät 101 kann es sich insbesondere um ein Telematik-Steuergerät handeln, das in einem Fahrzeug (nicht in 1 dargestellt) eingebaut ist. Das Telematik-Steuergerät kann auch Teil eines beliebigen Steuergeräts des Fahrzeugs, z. B. einer in dem Fahrzeug eingesetzten Headunit, sein. Mittels des Telematik-Steuergeräts ist es möglich, für das bzw. in dem Fahrzeug Dienste über eine Mobilfunkschnittstelle wahrzunehmen. Beispielsweise können Navigationsdaten, allgemeine Informationen, Emails, etc. von einem zentralen Rechner (der beispielsweise von dem Fahrzeughersteller oder im Auftrag des Fahrzeugherstellers betrieben wird) abgerufen und z. B. zur Navigation in dem Fahrzeug genutzt werden. Auch können Daten von dem Telematik-Steuergerät über das Mobilfunknetz z. B. an den zentralen Rechner übertragen werden (z. B. Wartungs-, Fehler-, Ortsinformationen). Auch kann mittels des Telematik-Steuergeräts den Passagieren des Fahrzeugs ein Internet-Dienst bereitgestellt werden.
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Entsprechend weist das Steuergerät 101 eine Kommunikationsschnittstelle 107 zur Kommunikation über eine Funkverbindung, z. B. ein Mobilfunknetzwerk, oder über eine drahtgebundene Verbindung mit einer Programmiereinheit, z. B. einem Diagnoserechner des Fahrzeugherstellers, auf. Über die Kommunikationsschnittstelle 107 können bidirektional Daten (vergleiche Pfeil 108) zwischen dem Steuergerät 101 und dem verbundenen Rechner (nicht in 1 dargestellt) ausgetauscht werden.
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Die Kommunikationsschnittstelle 107 ist mit einem Steuerelement 109 verbunden, anhand dessen ein über die Kommunikationsschnittstelle 107 eingespielter Freischaltcode zur Aktivierung eines der auf der SIM-Karte 102 abgespeicherten Personalisierungsprofile 103 bis 106 genutzt wird. Hierzu kann das Steuerelement 109 die für den Vorgang der Aktivierung bzw. Programmierung notwendigen Daten (z. B. Freischaltcode, Verschlüsselung, Steuerinformationen, etc.) mit der SIM-Karte 102 austauschen.
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Insbesondere ist es möglich, dass auf diese Art eine erste Aktivierung eines Personalisierungsprofils 103 bis 106 der SIM-Karte 102 erfolgt. Weiterhin kann eine Änderung des Personalisierungsprofils auf der SIM-Karte 102 durchgeführt werden. Dies ist z. B. auch im Feldeinsatz des Steuergeräts 101 möglich, z. B. durch Kommunikation über die beschriebene Mobilfunkschnittstelle.
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Somit kann vorteilhaft einerseits das Personalisierungsprofil für die in dem Steuergerät 101 eingesetzte SIM-Karte im Verlauf der Fahrzeugfertigung, z. B. im Falle des bereits in dem Fahrzeug verbauten Steuergeräts 101, erfolgen. Daher kann ein universelles Steuergerät verwendet werden, eine aufwändige und teure logistische Verwaltung mehrerer Steuergeräte, die sich nur durch die Personalisierungsprofile eingesetzter SIM-Karten unterscheiden, ist nicht mehr notwendig. Andererseits ist es von Vorteil, dass das Steuergerät 101 auch im laufenden Betrieb auf ein anderes der bereits gespeicherten Personalisierungsprofile 103 bis 106 umgestellt werden kann. Eine solche Änderung des Personalisierungsprofils kann flexibel über das Mobilfunknetz oder über die drahtgebundene Verbindung (z. B. im Rahmen eines Werkstattaufenthalts) erfolgen.
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Ergänzend sei angemerkt, dass die oben erwähnten Dienste des (Telematik-)Steuergeräts 101 über die Kommunikationsschnittstelle 107 (oder gegebenenfalls über eine separate Kommunikationsschnittstelle) wahrgenommen werden können.
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(2) Einspielen mindestens eines Personalisierungsprofils:
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Auch kann die Personalisierung der SIM-Karte erfolgen, indem der SIM-Kartenhersteller (oder SIM-Kartenlieferant) eine ”leere” SIM-Karte (d. h. eine SIM-Karte ohne Personalisierungsprofil) an den Hersteller des Telematik-Steuergeräts liefert. Vorzugsweise enthält die SIM-Karte einen Security-Mechanismus, anhand dessen Personalisierungsprofile gesichert (z. B. mittels Verschlüsselung und/oder Signatur) eingespielt werden können. Der Security-Mechanismus kann gewährleisten, dass nur von dem SIM-Kartenhersteller stammende Personalisierungsprofile eingespielt werden können. Somit kann eine Manipulation von Personalisierungsprofilen weitgehend ausgeschlossen werden.
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Beispielsweise kann mit dem Produktionsauftrag eines Fahrzeugs ein Personalisierungsprofil für den gewünschten MNO von dem SIM-Kartenhersteller angefordert werden. Der SIM-Kartenhersteller liefert das MNO-spezifische Personalisierungsprofil an den Fahrzeughersteller z. B. in Form eines Personalisierungspakets. Im Lauf der Produktion des Fahrzeugs, z. B. im Rahmen einer durchzuführenden Diagnose, wird das Personalisierungspaket an das Telematik-Steuergerät übertragen, wobei das Telematik-Steuergerät vorzugsweise eine Software umfasst, die das Personalisierungspaket an die SIM-Karte übermittelt. In der SIM-Karte kann mittels des erwähnten Security-Mechanismus überprüft werden, ob die Daten des Personalisierungspakets korrekt und/oder echt sind; nach einer derartigen Autorisierung und Abspeicherung der erhaltenen Daten kann das Personalisierungsprofil auf der SIM-Karte aktiviert werden.
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Hierbei sei erwähnt, dass das Personalisierungspaket mindestens ein Personalisierungsprofil, insbesondere mehrere (bei Bedarf aktivierbare) Personalisierungsprofile, umfassen kann.
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2 zeigt beispielhaft ein Blockdiagramm umfassend ein Steuergerät 201 mit einer SIM-Karte 202. Insbesondere handelt es sich bei dem Steuergerät 201 um ein Telematik-Steuergerät (die Ausführungen zu 1 gelten entsprechend). Das Steuergerät 201 umfasst eine Kommunikationsschnittstelle 207 zum Austausch von Daten über eine drahtlose oder eine drahtgebundene Verbindung 208. Weiterhin weist das Steuergerät 201 ein Steuerelement 209 auf zur Kommunikation mit der SIM-Karte 202.
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Über die Kommunikationsschnittstelle 207 kann ein Personalisierungspaket umfassend mindestens ein Personalisierungsprofil an das Steuergerät 201 übertragen werden. Das Steuerelement 209 überträgt das Personalisierungspaket an die SIM-Karte 202. Die SIM-Karte umfasst ein Modul 203 zur Überprüfung des erhaltenen Personalisierungspakets und legt, falls sich die Daten des Personalisierungspakets als authentisch herausstellen, ein Personalisierungsprofil 204 basierend auf den Daten des Personalisierungspakets an. Daraufhin kann von dem Modul 203 das angelegte Personalisierungsprofil 204 aktiviert werden.
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Alternativ ist es möglich, dass das Personalisierungspaket mehrere Personalisierungsprofile aufweist. Die Anweisung zur Aktivierung des Personalisierungsprofils kann in dem Personalisierungspaket erhalten sein oder sie kann in Form einer separaten Anweisung an das Steuergerät 201 und somit an die SIM-Karte 202 übertragen werden.
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Die Vorteile dieses Ansatzes entsprechen den oben erläuterten Vorteilen betreffend den Ansatz (1). Insbesondere kann eine flexible Programmierung und/oder Aktivierung eines Personalisierungsprofils einer SIM-Karte in einem Telematik-Steuergerät durchgeführt werden. Dies gilt für die Fahrzeugherstellung ebenso wie für eine Änderung des Personalisierungsprofils nach der Fahrzeugherstellung, z. B. im laufenden Betrieb des Fahrzeugs.
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Die vorstehend erläuterten Ansätze (1) und (2) erlauben somit insbesondere auch eine Aktualisierung (Update) des Personalisierungsprofils oder eines Teils des Personalisierungsprofils nach einer erstmaligen Aktivierung bzw. nach Fertigstellung und im laufenden Einsatz des Fahrzeugs.
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Damit ist es beispielsweise möglich, eine in dem Telematik-Steuergerät eingesetzte SIM-Karte so zu modifizieren, dass diese mit einem anderen Mobilfunkbetreiber (MNO) als dem erstmalig konfigurierten Mobilfunkbetreiber zusammenarbeitet. Hierzu kann von einem zentralen System des Fahrzeugherstellers ein Freischaltcode für ein auf der SIM-Karte bereits vorhandenes aber inaktives Personalisierungsprofil oder ein neues Personalisierungsprofil von dem SIM-Kartenhersteller angefordert werden. Das zentrale System kann dem Fahrzeug die von dem SIM-Kartenhersteller erhaltenen Informationen (z. B. zum Herunterladen) anbieten. Beispielsweise können derartige Daten über eine Funkschnittstelle während des laufenden Betriebs des Fahrzeugs geladen werden; auch ist es möglich, dass die Daten im Rahmen eines Werkstattaufenthalts aktualisiert werden.
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Beispielsweise kann ein Notifizierungsmechanismus vorgesehen sein, anhand dessen das Telematik-Steuergerät aufgefordert wird, Daten betreffend die Aktualisierung der SIM-Karte zu laden. Das Telematik-Steuergerät öffnet daraufhin einen Datenkanal (z. B. über eine drahtlose oder über eine drahtgebundene Verbindung) zu dem zentralen System (z. B. zu einem Backend des Fahrzeugherstellers) und lädt den Freischaltcode oder das Personalisierungsprofil (bzw. ein Personalisierungspaket). Anschließend ist das neue bzw. geänderte Personalisierungsprofil aktiv bzw. kann aktiviert werden.
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Der hier vorgeschlagene Ansatz reduziert die Anzahl der aufgrund der SIM-Karten benötigten unterschiedlichen Typen von Telematik-Steuergeräten. Hierdurch sinkt der logistische Aufwand für die Telematik-Steuergeräte.
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Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit zur flexiblen Aktualisierung von SIM-Karten in einem Fahrzeug, insbesondere nach dessen Fertigstellung. Ein Austausch von Hardwarekomponenten ist dabei nicht erforderlich.
