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Die
Erfindung betrifft ein Steuergerät
zur Identifikation von Ersatzteilen für Teilsysteme eines Fahrzeugs
mit einer durch eine Erfassungseinrichtung eingelesenen Information,
wobei das Steuergerät
mindestens eine Schnittstelle für
mindestens eine Erfassungseinrichtung und mindestens eine Schnittstelle
für die
mittelbare oder unmittelbare Verbindung zu mehreren Teilsystemen
umfasst, und wobei die Identifikationsmittel nicht zerstörungsfrei
von den Ersatzteilen getrennt werden können.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung ein System zur Identifikation von Ersatzteilen
für Teilsysteme
eines Fahrzeugs, die ein Steuergerät, eine Erfassungseinrichtung
und Mittel zur Datenübertragung
zu mehreren Teilsystemen umfasst, wobei die Ersatzteile Identifikationsmittel
aufweisen, deren Informationen von der Erfassungseinrichtung erfasst
werden können,
wobei die Erfassungseinrichtung Information von Ersatzteilen für verschiedene
Teilsysteme erfassen kann, und wobei die Identifikationsmittel nicht zerstörungsfrei
von den Ersatzteilen getrennt werden können.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Identifikation von Ersatzteilen
für Teilsysteme
eines Fahrzeugs mit einer durch eine Erfassungseinrichtung eingelesenen
Information, wobei die Ersatzteile Identifikationsmittel aufweisen,
deren Information durch eine Erfassungseinrichtung erfasst wird, wobei
die Erfassungseinrichtung die Information, die Ersatzteilen aufgeprägt ist,
vor dem Einbau der Ersatzteile erfasst, und wobei die Information
speichernde Identifikationsmittel nicht zerstörungsfrei von den Ersatzteilen
trennbar sind.
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Obwohl
im Folgenden hauptsächlich
auf Nutzfahrzeuge eingegangen wird und die Ausführungsformen anhand von Nutzfahrzeugen
erläutert werden,
kann das erfindungsgemäße Steuergerät, System
und Verfahren doch auch in Verbindung mit andersartigen Fahrzeugen
eingesetzt werden, beispielsweise Personenkraftwagen, Motorrädern, Schiffen
oder Flugzeugen.
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Moderne
Fahrzeuge, d. h. insbesondere Personen- und Nutzfahrzeuge, wie zum
Beispiel Lastkraftwagen, Schienenfahrzeuge, Flugzeuge und Wasserfahrzeuge,
die im Straßen-,
Schienen-, Luft- beziehungsweise Wasserverkehr eingesetzt werden, müssen hohe
Standards bezüglich
ihrer Zuverlässigkeit
und Verkehrssicherheit aufweisen, da sie zum einen mit möglichst
großen
Wartungsintervallen betrieben werden sollen und zum anderen ein
Ausfall eines sicherheitsrelevanten Teiles des Fahrzeugs schwerwiegende
Auswirkungen haben kann.
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Teilsysteme
eines Nutzfahrzeugs, die nach verschiedenen Intervallen auszutauschende
Teile aufweisen, sind zum Beispiel die Bremsanlage (Bremsbeläge), der
Antrieb (Öl- und Luftfilter),
die Abgasreinigungsanlage (Abgasreinigungsfilter), das Hydrauliksystem
(Hydraulikölfilter),
das Getriebe (Getriebeölfilter),
die Luftdruckaufbereitungsanlage (Luftfilterpatrone) und die Scheibenwischer
(Scheibenwischerblätter).
Im einfachsten Fall können
die Wartungsintervalle für
solche Ersatzteile in schriftli cher Form überwacht werden, wobei diese
Art der Buchführung
naturgemäß fehleranfällig ist.
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Mit
Voranschreiten der Miniaturisierung elektronischer Bauteile wurde
es möglich
eine wachsende Anzahl von Management- und Überwachungsfunktionen in das
Nutzfahrzeug zu integrieren. Teilsysteme eines Nutzfahrzeugs können so
elektronisch Gesteuert und Überwacht
werden. Die von einer solchen elektronischen Steuerung übernommenen
Funktionen können
zum Beispiel die Detektion der Anwesenheit des Ersatzteils bei Inbetriebnahme, die Überwachung
eines Verschlussmechanismus, um festzustellen ob ein zugehöriges Ersatzteil
zwischenzeitlich gewechselt wurde, die Überwachung der Dicke der Bremsbeläge oder
die zur Verfügung stehende
Laufleistung bis zum nächsten Ölwechsel umfassen.
Nachteilig bei diesen Überwachungsfunktionen
ist, dass sie auf die ordnungsgemäße Verwendung geeigneter Ersatzteile
angewiesen sind. So können
diese Systeme beispielsweise nicht feststellen, ob die Ersatzteile
die eingebaut werden, überhaupt
für das
Fahrzeug geeignet sind. So ist beispielsweise bekannt, dass die
Filterpatronen für Druckluftaufbreitungsanlagen
im Wesentlichen standardisierte Anschlussmaße aufweisen, jedoch unterschiedliche
Reinigungs- beziehungsweise Trocknungsleistungen aufweisen können. Wird
nun fälschlicherweise
eine ungeeignete Filterpatrone in das Nutzfahrzeug eingebaut, so
kann es im schlimmsten Fall zu einem Schaden an der Druckluftaufbereitungsanlage,
oder in Luftverbrauchersystemen kommen.
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Dieses
Problem kann dadurch gelöst
werden, dass die Druckluftaufbereitungsanlage des Nutzfahrzeugs
mit Sensoren ausgestattet wird, die an der Filterpatrone angebrachte
Identifikationsmittel erkennen. Die Systeme sind jedoch apparativ
sehr aufwändig.
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Derartige
Systeme zum Identifizieren von Ersatzteilen beziehungsweise von
Teilen eines Fahrzeugs sind beispielsweise aus der
US 2005/0 035 852 A1 ,
der
WO 01/82 035 A2 ,
der
US 5,991,673 A , der
US 7,127,611 B2 oder
der
DE 10 2005
000 999 A1 bekannt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein versehentliches Einbauen
eines zwar geeigneten, aber nicht neuen Ersatzteils zu verhindern.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den abhängigen
Ansprüchen.
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Die
Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Steuergerät dadurch
auf, dass das Steuergerät geeignet
ist, über
die Erfassungseinrichtung die Identifikationsmittel der Ersatzteile
nach erfolgreichem Auslesen einer zulässigen Information in einen
zumindest teilweise unlesbaren Zustand überführen kann. Es ist nicht nur
denkbar, dass ein ungeeignetes Ersatzteil in das Fahrzeug eingebaut
wird.
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Vielmehr
ist es auch möglich,
dass irrtümlicherweise
ein zwar geeignetes aber bereits gebrauchtes Ersatzteil in das Fahrzeug
eingebaut werden soll. Da die Information des gebrauchten Ersatzteils
jedoch bereits einmal erfasst war, sind seine Identifikationsmittel
zumindest teilweise unlesbar, wodurch das Steuergerät erkennen
kann, das dieses Ersatzteil nicht mehr neuwertig ist. Die nicht
zerstörungsfreie
Trennbarkeit stellt sicher, dass die erfasste Information wirklich
zu dem Ersatzteil gehört
von dem sie eingelesen wurde. Weiterhin ist ein einziges Steuergerät mit mehreren
Teilsystemen eines Fahrzeugs verbunden bzw. verbindbar, wobei dieses
durch die Erfassungseinrichtung die Verwendung geeigneter Ersatzteile
für alle
Teilsysteme, mit denen das Steuergerät verbunden ist, sicherstellen
kann.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät Information, die Ersatzteilen
aufgeprägt
ist, interpretieren kann. Dadurch dass das Steuergerät die erfasste
Information interpretiert, muss diese Funktionalität nur ein
einziges Mal in dem gesamten Fahrzeug vorhanden sein. Es werden
also elektronische Bauteile eingespart. Die erfassten Daten können dabei
in verschlüsselter
Form vorliegen und ihre Interpretation die Entschlüsselung
umfassen. Durch die Interpretation der erfassten Information wird
festgestellt, ob das Ersatzteil, dessen Information erfasst wurde,
für das
Fahrzeug geeignet ist. Weiterhin kann die Interpretation eine Modifikation oder
Erweiterung der Information durch Fahrzeugdaten wie z. B. Kilometerstand,
Fahrgestellnummer des Fahrzeugs, Datum, Uhrzeit und Ort, falls ein GPS-Empfänger in
das Fahrzeug integriert ist, umfassen.
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Insbesondere
ist vorgesehen, dass das Steuergerät zumindest teilweise in den
Bordrechner des Fahrzeugs integriert ist. Moderne Fahrzeuge besitzen üblicherweise
bereits eine umfangreiche Bordelektronik, die normalerweise von
einem zentralen Bordrechner überwacht
wird. Dieser Bordrechner bietet ideale Voraussetzungen zur Integration
des Steuergerätes,
da er bereits mit vielen Teilsystemen des Fahrzeugs verbunden ist
und somit keine zusätzlichen
Verbindungen zwischen dem Steuergerät und den Teilsystemen geschaffen
werden müssen.
Des Weiteren erlaubt die zumindest teilweise Integration des Steuergeräts in den Bordrechner
zumindest eine Reduzierung der zusätzlich notwendigen elektronischen
Bauteile.
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Nützlicherweise
ist vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung fest in das Fahrzeug
integriert ist. Diese Integration der Erfassungseinrichtung kann an
einem beliebigen, leicht zugänglichen
Punkt des Fahrzeugs geschehen; geeignet ist hierfür zum Beispiel
das Cockpit des Fahrzeugs, da auf den dort vorhandenen Anzeigeinstrumenten
eventuelle Rückmeldungen
des Steuergerätes über die
Eignung des Ersatzteils direkt einsehbar sind. Das Ersatzteil kann dann
vor dem Einbau zur fest integrierten Erfassungseinrichtung gebracht
und die Information seiner Identifikationsmittel erfasst werden,
wobei eventuelle Rückmeldungen
des Steuergeräts
beachtet werden können.
Es kann also vor Einbau des Ersatzteils festgestellt werden, ob
das Ersatzteil für
das Teilsystem des Fahrzeugs geeignet ist.
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Nützlicherweise
kann vorgesehen sein, dass die Erfassungseinrichtung über eine
Kabel- oder Funkverbindung an das Steuergerät anschließbar ist. Es ist denkbar, dass
das Fahrzeug ein Schienenfahrzeug mit beträchtlicher Länge ist. In diesem Fall ist
es umständlich,
jedes Ersatzteil zu einer fest im Fahrzeug integrierten Erfassungseinrichtung
zu bringen. Dies gilt natürlich
insbesondere für
große
sperrige Ersatzteile. Es ist dann für den Benutzer komfortabler, eine
bewegliche Erfassungseinrichtung zu verwenden.
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Vorteilhafterweise
kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät eine Schnittstelle zur externen Fahrzeugdiagnose
bereitstellt. Für
den Fall, dass ein Anschluss für
eine Erfassungseinrichtung vorgesehen ist, kann dieser Anschluss
in einer Serviceeinrichtung auch zum Anschluss einer externen Diagnoseeinrichtung
verwendet werden. Ein separater Anschluss kann dadurch Eingespart
werden. Weiterhin ist denkbar, dass das Steuergerät einen
separaten Anschluss für
eine externe Diagnoseeinrichtung umfasst. In beiden Fällen kann
das Steuergerät
als Schnittstelle zwischen externer Diagnoseeinrichtung und Erfassungseinrichtung
dienen, sobald beides gleichzeitig an das Steuergerät angeschlossen
ist. Über
die Schnittstelle zwischen externer Diagnoseeinrichtung und Steuergerät können Daten
zwischen der Diagnoseeinrichtung und der Fahrzeugelektronik ausgetauscht
werden.
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Es
kann auch vorgesehen sein, dass das Steuergerät nicht fest in das Fahrzeug
integriert ist und über
eine Kabel- oder
Funkverbindung direkt oder indirekt an den Bordrechner anschließbar ist. Durch
die Verwendung eines externen Steuergerätes wird es möglich, ein
einzelnes Steuergerät
für mehrere
Fahrzeuge zu verwenden. Es ist beispielsweise denkbar, dass nur
die Servicestelle über
ein derartiges Steuergerät
verfügt
und bei Bedarf, das heilt bei Austausch eines durch Identifikationsmittel
gekennzeichneten Ersatzteils, das Steuergerät mit dem Fahrzeug verbindet.
Dadurch wird die Anzahl der in dem Fahrzeug zu verbauen den Systeme
reduziert, was letztlich zu einer weiteren Kostenreduktion führt.
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Weiterhin
kann dann nützlicherweise
vorgesehen sein, dass die Erfassungseinrichtung zusammen mit dem
Steuergerät
in ein gemeinsames Gehäuse
integriert ist. Wenn das Steuergerät ein externes an das Fahrzeug
anschließbares
Gerät darstellt, ist
es denkbar die notwendige Erfassungseinrichtung gleich zusammen
mit dem Steuergerät
in ein gemeinsames Gehäuse
zu integrieren. Diese Kombination ist sehr effizient, da nun nur
noch die Kombination aus Steuergerät und Erfassungseinrichtung
mit dem Fahrzeug gekoppelt werden muss. Eine separate Verbindung
zwischen Erfassungseinrichtung und Steuergerät oder Fahrzeug kann dadurch
entfallen.
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Vorteilhafterweise
kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät eine Schnittstelle zur externen Fahrzeugdiagnose
bereitstellt. Wenn für
die Kopplung des Steuergeräts
mit dem Fahrzeug ein Anschluss vorgesehen ist, so kann ein zusätzlicher
Anschluss an dem Fahrzeug dadurch eingespart werden, dass eine externe
Diagnoseeinrichtung indirekt über
das Steuergerät
mit dem Fahrzeug verbunden wird.
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Nützlicherweise
kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Steuergerät in eine
Vorrichtung zur externen Fahrzeugdiagnose integriert ist. Servicewerkstätten für moderne
Fahrzeuge besitzen üblicherweise
bereits umfassende Einrichtungen zur Offboarddiagnose des Fahrzeugs.
Die Integ ration des Steuergerätes
in die bereits vorhandene Infrastruktur der Serviceeinrichtung ist
daher sinnvoll, um die Anzahl separater zur Wartung des Fahrzeugs
notwendiger Einrichtungen zu begrenzen.
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Das
gattungsgemäße System
zur Identifikation von Ersatzteilen für Teilsysteme eines Fahrzeugs wird
dadurch weitergebildet, dass die Erfassungseinrichtung geeignet
ist, die Identifikationsmittel der Ersatzteile nach erfolgreichem
Auslesen einer zulässigen
Information in einen zumindest teilweise unlesbaren Zustand zu überführen. Auf
diese Weise werden die Vorteile und Besonderheiten des erfindungsgemäßen Steuergeräts auch
im Rahmen eines Systems umgesetzt. Die Möglichkeit mit nur einer Erfassungseinrichtung
und nur einem Steuergerät
die aufgeprägte
Information von Ersatzteilen von mehreren Teilsystemen des Fahrzeugs
zu erfassen, stellt eine vorteilhafte Einsparung von Systemkomponenten dar,
deren Funktionalität
ohne Nachteile von den verbleibenden Komponenten übernommen
werden kann.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät die Information, die Ersatzteilen
aufgeprägt
ist, interpretieren kann. Dadurch dass das Steuergerät die erfasste
Information interpretiert, muss diese Funktionalität nur ein
einziges Mal in dem gesamten Fahrzeug vorhanden sein. Es werden
also elektronische Bauteile eingespart.
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Nützlicherweise
kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät die interpretierten Daten
an mindestens ein zuständiges
Teilsystem weiterleiten kann. Durch das Weiterleiten der interpretierten
Daten an die zuständigen
Teilsysteme kann der notwendige Funktionsumfang des Steuergerätes minimiert
werden, wenn das zuständige
Teilsystem des Fahrzeugs die Wartungsintervalle der Ersatzteile
selbst speichert und überwacht.
Diese Funktionalität
in dem Steuergerät
kann daher wegfallen, wenn die interpretierten Daten an das zuständige Teilsystem
weitergeleitet werden. Ebenso ist denkbar, dass die Teilsysteme
des Fahrzeugs Betriebsparameter des Ersatzteils benötigen, um
die Standzeit des Ersatzteils zu erhöhen. Eine Filterpatrone für eine Druckluftaufbereitungsanlage
kann zum Beispiel mit zwei unterschiedlichen Trocknungsmitteln angeboten
werden, die unterschiedlich oft beziehungsweise unterschiedlich lang
regeneriert werden. Werden falsche Regenerationszyklen verwendet,
so kann sich dies negativ auf die Lebensdauer der Filterpatrone
beziehungsweise der Druckluftaufbereitungsanlage und angeschlossener
Druckluftverbraucher auswirken.
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Vorteilhafterweise
kann vorgesehen sein, dass die Erfassungseinrichtung eine optische
Erfassung umfasst, die einen Barcode umfassende Identifikationsmittel
der Ersatzteile einlesen kann. Die optische Erfassung von Barcodes
zur Identifizierung von Gegenständen
ist ein ausgereiftes preisgünstiges Verfahren.
Gleichzeitig ist die Störanfälligkeit
sehr gering.
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Nützlicherweise
kann vorgesehen sein, dass die Erfassungseinrichtung eine elektromagnetische Erfassung
umfasst, die einen Transponder umfassende Identifikationsmittel
der Ersatzteile einlesen kann. Der Einsatz von Transpondern zur
Identifikation von Gegenständen
hat bereits weite Verbreitung gefunden. Da ein Transponder nicht
notwendigerweise auf der Oberfläche
des Ersatzteils angebracht sein muss, ist er gegenüber einem
Barcode unanfälliger
gegenüber
Verschmutzung. Weiterhin ist die Ausrichtung des Transponders gegenüber der
Erfassungseinrichtung nicht wesentlich, da lediglich der räumliche
Abstand relevant ist. Dies kann insbesondere beim Erfassen von Information
von einem bereits eingebauten Ersatzteil von Vorteil sein, da sich ein
Barcode dann durchaus an einer für
die Erfassungseinrichtung unzugänglichen
Stelle befinden kann.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass der in den Identifikationsmitteln enthaltene
Transponder Speicher umfasst, den die Erfassungseinrichtung beschreiben
oder löschen
kann. Durch die Verwendung von Speicher, der durch die Erfassungseinrichtung
manipuliert werden kann, ist es möglich wenigstens einen Teil
der interpretierten Information direkt an das Ersatzteil zu koppeln.
Dazu können
beispielsweise die Fahrgestellnummer des Fahrzeugs, der Kilometerstand,
Datum, Uhrzeit und Ort zum Zeitpunkt der Erfassung gehören. Die
Kommunikation zwischen dem Transponder und der Erfassungseinrichtung
kann dabei verschlüsselt
erfolgen, um ein vorsätzliches
Manipulieren der Information zu vermeiden.
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Vorteilhafterweise
kann vorgesehen sein, dass die Identifikationsmittel Information über den Typ
der Ersatzteile enthalten. Der Begriff "Typ" steht hier
nicht nur für
die Unterscheidung von verschiedenen Arten von Ersatzteilen, wie
zum Beispiel einem Ölfilter
und einem Luftfilter, sondern auch für die Unterscheidung zwischen
verschiedenen Ersatzteilen, die zwar die gleiche Funktion erfüllen, jedoch
trotzdem nicht baugleich sind.
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Nützlicherweise
kann vorgesehen sein, dass die Identifikationsmittel die Ersatzteile
individuell kennzeichnen. Eine solche individuelle Kennzeichnung
kann beispielsweise verwendet werden, um einzelne Chargen von Ersatzteilen,
die sich nach Auslieferung als fehlerhaft herausgestellt haben,
zurückzuverfolgen.
Es können
nicht nur noch nicht eingebaute Ersatzteile identifiziert werden,
sondern auch betroffene Fahrzeuge entdeckt werden, in die ein solch
fehlerhaftes Ersatzteil eingebaut wurde, bevor ein Teilsystem aufgrund
eines Schadens ausfällt. Dies
kann in einfacher Weise dadurch geschehen, dass die individuellen
Kennzeichnungen der schadhaften Ersatzteile den Servicewerkstätten zugänglich gemacht
werden. Durch erfassen von Information bereits verbauter Teile in
den zum Service erscheinenden Fahrzeugen kann dann in einfacher
Weise feststellt werden, ob verbaute Ersatzteile zu der schadhaften
Charge gehören.
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Nützlicherweise
kann vorgesehen sein, dass die Identifikationsmittel Informationen über die Standzeit
der Ersatzteile enthalten. Durch die technische Fortentwicklung
ist beispielsweise denkbar, dass sich die Standzeit eines Ölfilters
erhöht.
Dies könnte
sowohl durch eine Änderung am Ölfilter
selber, aber auch durch eine Verbesserung des verwendeten Motorenöls geschehen.
Anstatt nun in die komplexe Programmierung der Bordelektronik einzugreifen
und durch eine Änderung
eventuell einen Fehler zu verursachen, kann das gewünschte Ergebnis
in einfacher Weise über
die vom Ersatzteil erfasste Information erreicht werden.
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Die
Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren zum Erkennen
von Eigenschaften von Ersatzteilen für Teilsysteme eines Fahrzeugs
dadurch auf, dass die Erfassungseinrichtung die Identifikationsmittel
des Ersatzteils nach erfolgreichem Auslesen einer zulässigen Information
in einen zumindest teilweise unlesbaren Zustand überführt. Auf diese Weise kann erreicht
werden, dass nicht zufälligerweise
ein zwar geeignetes, aber nicht neues Ersatzteil eingebaut wird.
Dieser Fehler kann insbesondere in größeren Servicewerkstätten auftreten,
wenn bei mehreren Fahrzeugen gleichartige Ersatzteile auszutauschen
sind. Greift der Benutzer versehentlich zu einem bereits verwendeten
Ersatzteil, das aus einem anderen Fahrzeug stammt, so wird das Steuergerät diesen
Irrtum bei der Erfassung der Information durch die teilweise Unlesbarkeit
der Identifikationsmittel erkennen, und es kann den Benutzer auf seinen
Fehler hinweisen. Auf dieser Grundlage werden die Vorteile und Besonderheiten
des erfindungsgemäßen Systems
im Rahmen eines Verfahrens umgesetzt.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät die erfasste Information
interpretiert. Die Interpretation der erfassten Daten durch das Steuergerät ist vorteilhaft,
da so der Aufwand an zusätzlichen
elektronischen Bauteilen in dem Fahrzeug minimiert wird.
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Im
Hinblick auf die möglichst
einfache Fertigung des Systems kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät die interpretierte
Information an mindestens ein Teilsystem des Fahrzeugs weiterleitet.
Durch die Weiterleitung der interpretierten Information wird sowohl
die Speicherung als auch das Vorsehen weitergehender Funktionen
in dem Steuergerät überflüssig. Diese
Funktionen können üblicherweise
von der bereits vorhandenen Bordelektronik ausgeführt werden.
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Nützlicherweise
kann in dem Verfahren vorgesehen sein, dass die Interpretation der
erfassten Information durch das Steuergerät einen Vergleich mit zulässiger Information
umfasst, dass, falls die erfasste Information nicht mit einer zulässigen Information übereinstimmt,
das Steuergerät
mittelbar oder unmittelbar eine optische oder akustische Fehleranzeige
aktiviert, und dass, falls die erfasste Information mit einer zulässigen Information übereinstimmt, das
Wartungsintervall für
dieses Ersatzteil neu beginnt und das Teilsystem seine normale Funktion
wieder aufnimmt. Die Aktivierung einer optischen oder akustischen
Fehleranzeige dient sowohl dem Komfort als auch der Sicherheit des
Benutzers. Durch sie wird der Benutzer darauf hingewiesen, dass
ein ungeeignetes Ersatzteil eingebaut werden soll, bevor weitere
Maßnahmen
zur Wahrung der Fahrzeugsicherheit eingeleitet werden müssen. Auf
diese Weise kann sowohl Arbeitszeit eingespart werden, da das ungeeignete
Ersatzteil nicht verbaut wird, als auch eine aufwendige Fehlersuche
vermieden werden, die sich zwangsläufig ergeben würde, wenn
ein ungeeignetes Ersatzteil eingebaut wird, das anschließend die Funktionalität eines
Teilsystems stört
beziehungsweise dessen Ausfall verursacht.
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Vorteilhafterweise
kann das Verfahren dadurch weitergebildet werden, dass das Steuergerät mittelbar
oder unmittelbar die Wiederinbetriebnahme des Fahrzeugs unterbindet,
falls die Standzeit eines Ersatzteils überschritten wird und eine
nicht zulässige
oder keine Information erfasst wird. Moderne Fahrzeuge weisen den
Benutzer frühzeitig
auf das Erreichen der Standzeit hin (beispielsweise eines Filters),
der zur Wahrung der Betriebssicherheit des Teilsystems auszuwechseln
ist. Ein notwendiger Servi ceaufenthalt des Fahrzeugs kann daher
bequem geplant werden. Wird nun die Standzeit dieses Filters überschritten,
das heißt
das angekündigte
Serviceintervall ignoriert, oder versehentlich ein ungeeigneter Filter
eingebaut, so befindet sich das Fahrzeug nicht mehr in einem betriebssicheren
Zustand und muss in Folge dessen bis zur Behebung des Fehlers stillgelegt
werden.
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Nützlicherweise
kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät die Standzeit des Ersatzteils
in Abhängigkeit
von der erfassten Information bestimmt. Denkbar ist beispielsweise
das mehrere Hersteller baugleiche Ersatzteile unter schiedlicher
Qualität
anbieten. Das Steuergerät
kann nun die unterschiedlichsten Ersatzteilqualitäten anhand
der erfassten Information bestimmen und als Folge eine verringerte Standzeit
für die
niedrigere Qualität
vorsehen.
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Vorteilhafterweise
kann vorgesehen sein, dass eine über
eine Kabel- oder Funkverbindung an das Steuergerät anschließbare Erfassungseinrichtung
Information von bereits eingebauten Ersatzteilen erfasst. Tritt
unerwartet in einem Teilsystem des Fahrzeugs ein Defekt auf, so
kann es notwendig sein, diesen Defekt zunächst außerhalb einer Servicewerkstatt
provisorisch zu beheben, um das Fahrzeug noch bewegen zu können. Ist
nun keine Erfassungseinrichtung in dem Fahrzeug vorhanden, so kann eine
provisorische Instandsetzung des Fahrzeugs mit Ersatzteilen erfolgen,
deren Information noch nicht erfasst ist. Die Information der verbauten
Ersatzteile muss jedoch nach kurzer Zeit durch eine an das Fahrzeug
anschließbare
Erfassungseinrichtung erfasst werden. Auslöser für eine kurzfristige Akzeptanz
von Ersatzteilen mit nicht erfassten Identifikationsmitteln in einem
Teilsystem des Fahrzeugs könnte
beispielsweise ein von der Bordelektronik festgestellter Ausfall
eines Teilsystems bei gleichzeitig nicht vorhandener Erfassungseinrichtung
in dem Fahrzeug sein.
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Nützlicherweise
kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der interpretierten
Information an die Identifikationsmittel des erfassten Ersatzteils übermittelt
wird. Dieser Verfahrensschritt ermöglicht die Kopplung von interpretierten
Daten an das erfasste Ersatzteil. Beispielsweise kann das Datum
des Einbaus und das Fahrzeug in das das Ersatzteil eingebaut wurde,
an das Ersatzteil gekoppelt werden.
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Die
Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand
bevorzugter Ausführungsformen
beispielhaft erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Nutzfahrzeugs mit mehreren Teilsystemen,
in dem ein erfindungsgemäßes System
verwendet wird;
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2 eine
schematische Darstellung eines Nutzfahrzeugs mit mehreren Teilsystemen,
in dem ein erfindungsgemäßes System
verwendet wird;
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3 eine
mit einem Steuergerät
verbundene Erfassungseinrichtung sowie ein Ersatzteil mit Identifikationsmitteln;
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4 eine
mit einem Steuergerät
verbundene Erfassungseinrichtung sowie ein Ersatzteil mit Identifikationsmitteln;
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5 eine
Erfassungseinrichtung mit einer Anntenne und einen Transponder;
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6 den
Aufbau eines typischen Transponderspeicherinhalts;
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7 ein
geschnittenes Ersatzteil mit Transponder;
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8 eine
in Onboard- und Offboardbereich unterteilte Systemarchitektur eines
Nutzfahrzeugs;
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9 ein
vereinfachtes Blockschaltbild eines Steuergerätes mit seinen wesentlichen
Komponenten und Anschlüssen
und
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10 ein
Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Nutzfahrzeugs 10 mit
mehreren Teilsystemen, in dem ein erfindungsgemäßes System verwendet wird.
Das Nutzfahrzeug umfasst einen Motor 30, eine Abgasanlage 40,
und eine Druckluftaufbereitungsanlage 50. Des Weiteren
sind ein Bordrechner 22 und ein daran gekoppeltes Steuergerät 20 vorhanden. Der
Bordrechner 22 ist über
Verbindungsmittel 84 mit dem Motor 30, der Abgasanlage 40 und
der Druckluftaufbereitungsanlage 50 gekoppelt. Weiterhin
sind Anzeigemittel 70, eine fest in das Nutzfahrzeug integrierte
Erfassungseinrichtung 60 und ein Anschluss 80 vorgesehen,
die über
Verbindungsmittel 84 mit dem Steuergerät 20 gekoppelt sind.
An den Anschluss 80 kann mit Hilfe eines Steckers 82 eine
externe Erfassungseinrichtung 62 mit dem Steuergerät 20 gekoppelt
werden. Daher muss das System nicht notwendigerweise gleichzeitig
eine fest installierte Erfassungseinrichtung 60 und einen
Anschluss 80 für eine
externe Erfassungseinrichtung 62 umfassen. Ebenso ist es
möglich
eine externe Diagnoseeinrichtung zur externen Fahrzeugdiagnose an
diesen Anschluss zu koppeln. Die angedeuteten Teilsysteme des Nutzfahrzeugs
(Motor 30, Abgasanlage 40 und Druckluftaufbereitungsanlage 50)
umfassen jeweils Teile, auf die das erfindungsgemäße System
und Verfahren angewendet werden kann. Dies sind beispielsweise der Öl- und Luftfilter
des Motors 30, der Abgasreinigungsfilter der Abgasanlage 40 und
die Luftfilterpatrone der Druckluftaufbereitungsanlage 50.
Das System und das Verfahren können
natürlich auf
weitere Teile, auch zur Vereinfachung nicht dargestellter Teilsysteme,
angewendet werden.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
sind sowohl das Steuergerät 20 als
auch der Bordrechner 22 separate Einheiten, was insbesondere
zur Nachrüstung
von Fahrzeugen sinnvoll sein kann; die Integration des Steuergeräts in den
Bordrechner ist jedoch auch denkbar. Des Weiteren sind die dargestellten
Teilsysteme des Nutzfahrzeugs (Motor 30, Abgasanlage 40 und
Druckluftaufbereitungsanlage 50) parallel an den Bordrechner 22 mit
Hilfe von Verbindungsmitteln 84 angeschlossen. Weitere
Teilsysteme des Nutzfahrzeugs, die hier nicht dargestellt sind, können natürlich ebenfalls
an den Bordrechner 22 angeschlossen werden, sind jedoch
der Einfachheit halber weggelassen worden. Ebenso ist denkbar, dass
die einzelnen Teilsysteme nicht parallel an den Bordrechner 22 angeschlossen
werden, sondern beispielsweise über
einen seriellen Bus oder eine Funkverbindung. Das Steuergerät 20 kann über eine
Verbindung zu dem Bordrechner 22 mit allen Teilsystemen
kommunizieren, die ebenfalls mit dem Bordrechner 22 gekoppelt
sind. Ein einen Taktgenerator aufweisender Mikrokontroller und ein
Speicher für Software
und Daten können
in das Steuergerät 20 integriert
werden. Zu schreibende Daten können
dann zwischengepuffert werden, um zwischen dem Lesen und dem Schreiben
die Taktzyklen zu synchronisieren. Eine direkte Verbindung zwischen
dem Steuergerät 20 und
den vorhandenen Teilsystemen ist ebenfalls denkbar. Weiterhin sei
darauf hingewiesen, dass das dargestellte Nutzfahrzeug 10 zwar
ein Kraftfahrzeug ist, das erfindungsgemäße System und Verfahren jedoch
genauso gut in einem Personenkraft-, Schienen-, Luft- oder Wasserfahrzeug
eingesetzt werden kann.
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Ist
die Standzeit eines Ersatzteils eines Teilsystems des Nutzfahrzeugs 10 (zum
Beispiel die Luftfilterpatrone der Druckluftaufbereitungsanlage 50)
erreicht, so wird dies vom Steuergerät 20 über die Anzeigemittel 70 dem
Benutzer signalisiert. Die Standzeit des Ersatzteils kann dabei
unter anderem über
die Fahrzeuglaufzeit, die gefahrenen Kilometer oder die tatsächliche
Beanspruchung gemessen werden, wobei die tatsächliche Beanspruchung im Einzelfall
unterschiedlich bestimmbar sein kann. Denkbare Kri terien sind unter
anderem die Betätigungszyklen
im Falle von zyklisch betätigbaren
Teilsystemen, wie Scheibenwischern, oder die tatsächlich gefilterte Luft-
bzw. Ölmenge
im Falle eines Luft- bzw. Ölfilters. Der
Benutzer wird daher eine Serviceeinrichtung für das Nutzfahrzeug aufsuchen,
in der die verbrauchte Luftfilterpatrone ausgetauscht werden kann.
Dort wird die verbrauchte Luftfilterpatrone (nicht dargestellt)
aus der Druckluftaufbereitungsanlage 50 ausgebaut. Die
Luftfilterpatrone wird nun zur Erfassung der Information entweder
in die Nähe
der fest eingebauten Erfassungseinrichtung 60 oder einer
anschließbaren
Erfassungseinrichtung 62 gebracht. Die von der Erfassungseinrichtung 60, 62 erfasste
Information wird zu dem Steuergerät 20 weitergeleitet, das überprüft, ob die
Filterpatrone für
dieses Nutzfahrzeug 10 geeignet ist. Die erfasste Information kann
beispielsweise eine Ersatzteilnummer umfassen. Das Ergebnis dieser Überprüfung kann über die Anzeigemittel 70 dem
Benutzer mitgeteilt werden. Ist die Überprüfung positiv ausgefallen, das
heißt
die Filterpatrone als Ersatzteil für dieses Nutzfahrzeug 10 geeignet,
so kann die Erfassungseinrichtung 60, 62 die Identifikationsmittel
der Filterpatrone zumindest teilweise in einen unlesbaren Zustand überführen oder
die Information der Identifikationsmittel modifizieren, wodurch
z. B. eine Erfassung durch ein Steuergerät eines anderen Nutzfahrzeugs
verhindert werden kann. Das System wartet nun auf den Einbau der Luftfilterpatrone,
deren Information erfasst wurde, in die Druckluftaufbereitungsanlage 50.
Den Austausch beziehungsweise den Einbau der Filterpatrone können moderne
Druckluftaufbereitungsanlagen üblicherweise
selbstständig
detektieren und dem Steuergerät 20 mitteilen.
Ist der Einbau abgeschlossen, so kann das Wartungsintervall der
Luftfilterpatrone neu beginnen.
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2 zeigt
ein mit 1 weitgehend identisches Nutzfahrzeug 10,
jedoch ist das Steuergerät 20 extern
dargestellt und mit der externen Erfassungseinrichtung 62 in
einem gemeinsamen Gehäuse 64 integriert.
Weiterhin ist keine fest im Nutzfahrzeug 10 angeordnete
Erfassungseinrichtung 60 vorhanden, und die Verbindungen
zwischen den einzelnen Teilsystemen des Nutzfahrzeugs ist über einen seriellen
Bus mit Stichanschlüssen
realisiert, an die auch das externe Gehäuse 64 über einen
Stecker 84 anschließbar
ist.
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3 zeigt
eine mit einem Steuergerät 20 verbundene
Erfassungseinrichtung 62, sowie ein Ersatzteil 100 mit
Identifikationsmitteln 110, 112. Die Identifikationsmittel 110, 112 des
Ersatzteils 100 werden in die Nähe der Erfassungseinrichtung 62 gebracht,
die zum Beispiel Mittel zur optischen Informationserfassung 90 umfasst.
Mit ihrer Hilfe lassen sich die optischen Identifikationsmittel 110 des
Ersatzteils 100 erfassen und zum Steuergerät 20 weiterleiten. Weiterhin
kann die Erfassungseinrichtung Mittel umfassen, um einen in das
Ersatzteil integrierten Transponder 112 auszulesen. Ein
solcher Transponder 112 umfasst üblicherweise eine Antenne,
eine Empfängerspule, einen
Datenträger
und einen Kondensator. Die Kommunikation zwischen Transponder und
Erfassungseinrichtung erfolgt dabei vorzugsweise verschlüsselt und
kann auch Verfahren zur Arbitrierung umfassen, z. B. nach den kryptographischen
Verfahren gemäß IEC 11785
oder ISO 9798-2. Zu diesem Zweck kann der Transponder auch eine
zusätzliche Logikschaltung,
wie ein Schieberegister oder ein ASIC, oder einen Mikroprozessor
zur verschlüsselten Arbitrierung
enthalten. Umfasst der Transponder 112 einen Speicher,
wie zum Beispiel EE-Prom oder F-Ram, der von der Erfassungseinrichtung 62 manipuliert
werden kann, so kann er beispielsweise gelöscht, oder mit interpretierter
Information beschrieben werden. Diese kann die Fahrzeugnummer, den Kilometerstand
des Fahrzeug, Datum, Uhrzeit, Ort oder andere dem Steuergerät zugängliche
Informationen, wie zum Beispiel die gelieferten Luftmengen von Motorluftfilter
und Filterpatrone der Druckluftversorgungseinrichtung oder die gefilterte Ölmenge eines Ölfilters,
umfassen. Weiterhin kann die interpretierte Information in dem Steuergerät selbst
oder zugehörigen
Teilsystemen gespeichert werden und/oder zur Weiterverarbeitung
an eine externe Vorrichtung der Serviceeinrichtung übertragen
werden.
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4 zeigt
im Wesentlichen das Gleiche wie 3, jedoch
ist die Erfassungseinrichtung 62 zusammen mit dem Steuergerät 20 in
ein Gehäuse 64 integriert,
das über
einen Stecker 84 an ein Nutzfahrzeug 10 anschließbar ist.
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5 zeigt
eine Erfassungseinrichtung 62 mit einer Anntenne 66 und
einen Transponder 112. Der Transponder 112 weist
eine Ferritantenne 114, eine Induktionswicklung 116,
einen Kondensator 118 und einen Speicher mit CPU 134 auf.
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Wird
die Antenne 66 der Erfassungseinrichtung 62 in
die Nähe
des Transponders 112 gebracht, so bewirken die von der
Antenne ausgestrahlten elektromagnetischen Wellen 68 die
Aktivierung des Transponders. Bei der Aktivierung wird Information und
Energie an den Transponder 112 übertragen, der mit der empfangenen
Energie betrieben wird und seinerseits Information als elektromagnetische
Welle 69 zurück
an die Erfassungseinrichtung 62 überträgt.
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6 zeigt
den Aufbau eines typischen Transponderspeicherinhalts 140,
bestehend aus einem Id-Feld 142 der CPU, einem Id-Feld 144 für den Typ
des Bauteils, einem Id-Feld 146 für den Hersteller und optional
ein leeres Datenfeld 148, in das beispielsweise Information über den
Einbauzeitpunkt des Ersatzteils von der Erfassungseinrichtung 62 geschrieben
werden kann.
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7 zeigt
ein geschnittenes Ersatzteil 100 mit Transponder 112.
der Transponder kann im Inneren des Ersatzteils 100 angeordnet
sein und ist dennoch auslesbar.
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8 zeigt
eine in Onboard- und Offboardbereich unterteilte Systemarchitektur
eines Nutzfahrzeugs. Alle in einem Onboardbereich 160 des
Nutzfahrzeugs 10 angeordneten Komponenten sind über einen
CAN-Bus 164 miteinander verbunden, während alle einem Offboardbereich 162 zugeordneten Komponenten über einen
Offboarddatenbus 166 miteinander verbunden sind. Die beiden
Datenbusse 164, 166 sind über einen Anschluss 168 miteinander verbunden,
weshalb der externe Datenbus 166 als Erweiterung des CAN-Bus 164 über das
Fahrzeug hinaus angesehen werden kann. Als interne Komponenten sind
ein Timer 150, ein Eingabegerät 152, Anzeigemittel 70,
ein GPS-Gerät
und ein Teilsystem 158 des Nutzfahrzeugs dargestellt. Als
externe Komponenten sind das Steuergerät 20, die Erfassungseinrichtung 62 und
ein Servicerechner 24 dargestellt.
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Es
soll ein Ersatzteil 100 für das Teilsystem 158 des
Nutzfahrzeugs erfasst werden, weshalb das Ersatzteil 100 in
die Nähe
der Erfassungseinrichtung 62 gebracht wird und ein Datenaustausch
zwischen beiden stattfindet. Im weiteren Verlauf können das Steuergerät 20 und
der Servicerechner 24 in den Datenaustausch miteinbezogen
werden, wobei der Servicerechner 24 nur optional in einer
Servicestätte, zum
Beispiel einer Werkstatt zur Verfügung steht und eventuell zusätzliche
Konfigurations- und Wartungsmöglichkeiten
zur Verfügung
stellen kann. Durch die Verbindung mit dem Servicerechner 24 kann
optional auch auf das Steuergerät 20 verzichtet
werden, dessen Funktio nen dann vollständig von dem Servicerechner 24 übernommen
werden.
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Die
verarbeiteten Daten können
dann über die
Datenbusse 164, 166 an das Teilsystem 158 weitergeleitet
werden, wobei Daten über
den Zeitpunkt vom Timer 150 und den Ort der Erfassung von
dem GPS-System 156 mit berücksichtigt werden können. Es
können
auch Daten mit hinzugezogen werden, die das Nutzfahrzeug 10 selbst
identifizieren, wie zum Beispiel die Fahrgestellnummer oder die
Fahrzeug-Servicecard-Identifikationsnummer,
die auch von Hand über
ein Eingabegerät 152,
zum Beispiel am Fahrzeug selbst, eingegeben werden könnten.
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9 zeigt
ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Steuergerätes 22 mit
wesentlichen Komponenten und Anschlüssen. Das dargestellte Steuergerät 22 umfasst
einen Prozessor 120, einen Speicher 122, einen
Kryptographieprozessor 124 und einen Datenbus 126.
Das Steuergerät
weist üblicherweise Anschlüsse für Anzeigemittel 70 und,
sofern das Steuergerät
nicht in den Bordrechner integriert wurde, für den Bordrechner 22 auf.
Weiterhin ist mindestens eine Anschlussmöglichkeit 60, 80 für eine Erfassungseinrichtung 60, 62 vorhanden.
Der Bordrechner 22 umfasst üblicherweise ebenfalls einen
Prozessor 128 und einen Speicher 130 sowie einen
Datenbus 132. Weiterhin sind Anschlussmöglichkeiten für das Steuergerät 20 und
verschiedene Teilsysteme 30, 40 des Nutzfahrzeugs 10 vorgesehen.
Die Anzahl und Anordnung der elektronischen Bauteile und Anschlüsse kann
je nach konkreter Ausgestaltung der Vorrichtung variieren. Insbesondere
könnten
durch eine Integration des Steuergeräts 20 in den Bordrechner 22 alle
elektronischen Bauteile des Steuergeräts 20 bis auf den
Kryptographieprozessor 124 eingespart werden. Der Kryptographieprozessor selbst
ist nur notwendig, falls die ein Ersatzteil betreffende Information
verschlüsselt
vorliegt und der Prozessor 120 des Steuergeräts 20 beziehungsweise der
Prozessor 128 des Bordcomputers 22, nicht in der
Lage ist, sie zu entschlüsseln.
Weiterhin ist denkbar, dass die Anzeigemittel nicht direkt mit an
den Datenbus 126 des Steuergerätes 20 angeschlossen sind,
sondern indirekt über
den Datenbus 132 des Bordcomputers 22 angeschlossen
werden.
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10 zeigt
ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Ausgangspunkt
ist Schritt 200, in dem das Nutzfahrzeug dem Benutzer signalisiert,
das ein Teil ausgewechselt werden muss. Dies kann beispielsweise
als Folge des normalen Betriebs des Nutzfahrzeugs notwendig sein.
In Schritt 210 wird das benötigte Ersatzteil in die Nähe der Erfassungseinrichtung
gebracht und die Information seiner Identifikationsmittel erfasst.
Die erfasste Information des Ersatzteils wird vom Steuergerät in Schritt 220 mit
zulässiger
Information verglichen. Ist die Information nicht zulässig, Schritt 230-nein,
so wird in Schritt 280 eine optische oder akustische Warnung
an den Benutzer ausgegeben und in dem darauf folgenden Schritt 290 das
Fahrzeug stillgelegt, da kein geeignetes Ersatzteil vorliegt. Ist
die Information hingegen zulässig,
Schritt 230-ja, so werden die Identifikationsmittel des
Ersatzteils in Schritt 240 durch die Erfassungseinrichtung
zumindest teilweise in einen unlesbaren Zustand überführt. Dies kann beispielsweise
dadurch geschehen, dass ein passiver Transponder durch einen kurzen
elektromagnetischen Impuls überlastet
wird, woraufhin er durchbrennt und nicht mehr auslesbar ist. Alternativ
ist auch denkbar interpretierte Information auf einen beschreibbaren
Speicher des Transponders zu schreiben oder einen beschreibbaren
Speicher des Transponders zu löschen,
um das erfasste Ersatzteil zu kennzeichnen bzw. die Transponderdaten
teilweise zu überschreiben.
In Schritt 250 werden die erfassten Informationen nun an
das Teilsystem weitergeleitet. In Schritt 260 wird das
Ersatzteil eingebaut und sein Wartungsintervall beginnt. Das Nutzfahrzeug
ist nun in Schritt 270 wieder betriebsbereit.
-
Die
in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den
Ansprüchen
offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch
in beliebiger Kombination für
die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
-
- 10
- Nutzfahrzeug
- 20
- Steuergerät
- 22
- Bordrechner
- 24
- Servicerechner
- 30
- Motor
- 40
- Abgasanlage
- 50
- Druckluftaufbereitungsanlage
- 60
- fest
eingebaute Erfassungseinrichtung
- 62
- anschließbare Erfassungseinrichtung
- 64
- externes
Gehäuse
mit Erfassungseinrichtung und Steuergerät
- 66
- Antenne
- 68
- elektromagnetische
Welle
- 69
- elektromagnetische
Welle
- 70
- Anzeigemittel
- 80
- Anschluss
- 82
- Stecker
- 84
- Verbindungsmittel
- 90
- Mittel
zur Informationserfassung
- 100
- Ersatzteil
- 110
- optische
Identifikationsmittel (Barcode)
- 112
- elektromagnetische
Identifikationsmittel (Transponder)
- 114
- Ferritantenne
- 116
- Induktionswicklung
- 118
- Kondensator
- 120
- Prozessor
- 122
- Speicher
- 124
- Kryptographieprozessor
- 126
- Datenbus
- 128
- Prozessor
- 130
- Speicher
- 132
- Datenbus
- 134
- Speicher
mit Prozessor
- 140
- Datenfeld
- 142
- Id-Feld
(CPU)
- 144
- Id-Feld
(Bauteiltyp)
- 146
- Id-Feld
(Hersteller)
- 148
- freies
Datenfeld
- 150
- Timer
- 152
- Eingabegerät
- 156
- GPS
- 158
- Steuergerät
- 160
- Onboardbereich
- 162
- Offboardbereich
- 164
- CAN-BUS
- 166
- Offboarddatenbus
- 168
- Anschluss