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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung von Fahrzeugfunktionen.
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In
modernen Fahrzeugen werden so genannte Tracking-Module Tracking
= Nachverfolgung bzw. Kursverfolgung für eine Vielzahl von Funktionen verwendet.
So kann zum Beispiel automatisch eine exakte, automatische Aufzeichnung
aller Fahrten mit Start- und Endadresse, Strecke, Datum und Uhrzeit erzeugt
werden. Eine weitere Möglichkeit
besteht in der automatischen Fahrtenbucherstellung gemäß den Richtlinien
der Finanzverwaltung. Beispiele für solche Tracking-Module umfassen
so genannte GPS-Tracking-Module (GPS = Global Positioning System),
GSM-Tracking-Module (GSM = Global System for Mobile Communication),
UMTS-Tracking-Module (UMTS = Universal Mobile Telecommunications System),
VMAX-Tracking-Module (Produkt der Firma Seon) und ähnliches.
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Ein
weiteres wichtiges Einsatzgebiet von Tracking-Modulen umfasst den
Schutz von Fahrzeugen vor Diebstahl oder dem Einsatz außerhalb
vorgegebener regionaler Beschränkungen.
Zu diesem Zweck können
virtuelle Grenzen und zugehörige Alarmfunktionen
definiert werden, die beim Erreichen und Verlassen von vorgegebenen
Geo-Zonen ausgeführt
werden. Dabei kann bei den entsprechenden Tracking-Modulen die Übermittlung
von Alarmmeldungen über
eine GSM- oder UMTS-Nachricht an definierte Empfänger, zum Beispiel eine zentrale
Leitstelle erfolgen. Solche Informationen können in Echtzeit weitergeleitet
werden, so dass eine direkte Reaktion auf Ereignisse möglich ist.
Auch die Übermittlung von
GSM- oder UMTS-Nachrichten von der zentralen Leitstelle an entsprechend
ausgeführte
Tra cking-Module in Fahrzeugen ist bei diesen Systemen möglich.
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Um
insbesondere die erwähnten
Schutz- und Sicherungsfunktionen zu gewährleisten, muss eine unerwünschte Manipulation
von in Fahrzeugen angeordneten Tracking-Modulen, wie zum Beispiel ein
Austausch gegen entsprechend modifizierte Module mit verfälschter
Positionsbestimmung, vermieden werden. Dazu wird üblicherweise
der Einbauort von Tracking-Modulen in Fahrzeugen geheim gehalten,
um eine Deaktivierung und/oder einen Austausch eines Tracking-Moduls
zu erschweren. Zu diesem Zweck sind solche Tracking-Module üblicherweise
auch mit einer eigenen, vom allgemeinen Bordnetz des Fahrzeugs unabhängigen Spannungsversorgung
versehen.
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Nachteilig
wirkt sich dabei aus, dass ein geheim gehaltener Einbauort eines
Tracking-Moduls keine umfassende Sicherheit gegenüber unerwünschten
Manipulationen bietet und zudem bei Einbau, Service oder Reparatur
zu einem erhöhten
Aufwand führt.
Darüber
hinaus führt
die Bereitstellung einer eigenen unabhängigen Spannungsversorgung zu
erhöhten
Kosten und einer erhöhten
Komplexität des
Gesamtsystems.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zur Steuerung
von Fahrzeugfunktionen anzugeben, bei der die genannten Nachteile
vermieden werden.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch eine Anordnung gemäß Anspruch
1. Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind
Gegenstand von Unteransprüchen.
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Die
Aufgabe wird insbesondere gelöst
durch eine Anordnung, bei der ein in einem Fahrzeug befindliches
Tracking-Modul und ein in dem Fahrzeug befindliches, für Fahrzeugfunktionen
notwendiges Modul miteinander kommunizieren, wobei eine ver schlüsselte Identifikation
vom Tracking-Modul an das für
Fahrzeugfunktionen notwendige Modul und/oder umgekehrt übertragen
wird. Das für
Fahrzeugfunktionen notwendige Modul oder das Tracking-Modul überprüft die jeweils
erhaltene Identifikation anhand der in dem für Fahrzeugfunktionen notwendigen
Modul bzw. in dem Trackingmodul abgelegten Identifikation auf Gültigkeit.
Die Ausführung
einer oder mehrerer Fahrzeugfunktionen wird verhindert, wenn die Überprüfung der
Gültigkeit
der Identifikation eine ungültige
Identifikation ergibt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert, wobei
gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigt:
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1 in
einem Bockschaltbild ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung
mit eigenständigem,
ereignisgetriggertem Tracking-Modul und eigenständigem, für Fahrzeugfunktionen notwendigem Modul;
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2 in
einem Bockschaltbild ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung
mit eigenständigem,
periodisch getriggertem Tracking-Modul und eigenständigem,
für Fahrzeugfunktionen
notwendigem Modul; und
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3 in
einem Bockschaltbild ein drittes Ausführungsbeispiel mit einem Tracking-Modul
und einem für
Fahrzeugfunktionen notwendigen Modul, die zusammen in eine Einheit
integriert sind.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Anordnung
zur Steuerung von Funktionen eines Fahrzeugs 1. Das Fahrzeug 1 weist
unter anderem eine Fahrzeugbatterie 2, ein Tracking-Modul 3 und
ein für Fahrzeugfunktionen
notwendiges Modul 4 sowie eine Immobilizer-Spule 12 auf.
Das Tracking-Modul 3 kann zum Beispiel ein so genanntes
GPS-Tracking-Modul (GPS = Global Positioning System), GSM-Tracking-Modul (GSM
= Global System for Mobile Communication) oder UMTS-Tracking-Modul (UMTS
= Universal Mobile Telecommunications System) sein. Das Tracking-Modul 3 und
das für
Fahrzeugfunktionen notwendige Modul 4 sind zu deren Spannungsversorgung über entsprechende
Verbindungen 5 mit der Fahrzeugbatterie 2 verbunden.
Das Tracking-Modul 3 und das für Fahrzeugfunktionen notwendige
Modul 4 sind zur Kommunikation untereinander mit einer
entsprechenden Verbindung 6 verbunden. Diese Verbindung 6 kann
zum Beispiel mittels eines CAN-Busses (CAN = Controller Area Network)
realisiert sein, wie er in modernen Fahrzeugen üblicherweise zur Kommunikation
zwischen Modulen und Steuergeräten
der Fahrzeugelektronik eingesetzt wird. Alternativ können aber
auch MOST-Bus, LIN-Bus,
Carline-Bus, Flexray-Bus oder andere geeignete Bus- bzw. Schnittstellensysteme
eingesetzt werden. Das für
Fahrzeugfunktionen notwendige Modul 4 kann eine Wegfahrsperre
des Fahrzeugs 1 sein (bzw. eine solche aufweisen) oder
mit einer solchen in Verbindung stehen und diese ansteuern wie beispielsweise
eine Motorsteuerung.
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1 zeigt
den Fall, in dem das für
Fahrzeugfunktionen notwendige Modul 4 eine Wegfahrsperre
und/oder eine Motorsteuerung des Fahrzeugs 1 ist beziehungsweise
aufweist. Elektrisch verbunden mit dem Modul 4 ist dabei
die Immobilizer-Spule 12. Bei einer solchen Anordnung erfolgt
die Kommunikation (Authentifizierung) zwischen einem Schlüssel und
dem Fahrzeug induktiv beim Startvorgang. Die Immobilizer Spule 12 ist
in einem Lenkradschloss (nicht gezeigt) des Fahrzeugs untergebracht
und dient dazu, einen Schlüssel
(Transponder) für
den Zugang zum und den Start des Fahrzeugs 1 über ein Wechselfeld
mit Strom zu versorgen und diesen dazu anzuregen, seine individuelle
Kennung zurückzusenden.
Wenn diese dem von der Fahrzeugelektronik erwarteten und gespeicherten
Code entspricht, wird die Wegfahrsperre freigeschaltet und der Startvorgang wird
ermöglicht.
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Die
Kommunikation zwischen dem Tracking-Modul 3 und dem für Fahrzeugfunktionen
notwendigen Modul 4 ist kryptographisch abgesichert, das
heißt,
Daten werden zwischen diesen beiden Einheiten verschlüsselt übertragen.
Weiterhin ist in dem Tracking-Modul 3 werksseitig eine
eindeutige Identifikation 7 und in dem Modul 4 eine
eindeutige Identifikation 8 jeweils verschlüsselt hinterlegt.
Die Identifikation 7 des Tracking-Moduls 3 wird durch Vergleich
mit der Identifikation 8 auf Gültigkeit überprüft und ergebnisabhängig als
ungültig
oder gültig eingestuft.
Das Tracking-Modul 3 kann die eindeutige Identifikation 7 verschlüsselt über die
Verbindung 6 an das für
Fahrzeugfunktionen notwendige Modul 4 übertragen. Alternativ kann
aber eine Identifikation im Modul 4 hinterlegt sein, an
das Tracking-Modul 3 übertragen
werden und dort auf Gültigkeit
geprüft werden.
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Das
für Fahrzeugfunktionen
notwendige Modul 4 nimmt dabei die Überprüfung der Gültigkeit der empfangenen Identifikation 7 mit
der im Modul 4 abgelegten Identifikation 8 vor.
Die Übertragung
der Identifikation 7 vom Tracking-Modul 3 an das
für Fahrzeugfunktionen
notwendige Modul 4 und die nachfolgende Überprüfung der
Gültigkeit
der Identifikationen 7 durch das Modul 4 wird
zum Beispiel immer dann durchgeführt,
wenn ein Startvorgang des Fahrzeugs 1 ausgelöst wird.
Ergibt die Oberprüfung der
Gültigkeit
der Identifikationen 7, dass diese für das Tracking-Modul ungültig ist,
so wird davon ausgegangen, dass das Tracking-Modul 3 unerwünscht manipuliert,
zum Beispiel ausgetauscht wurde. In einem solchen Fall wird durch
das für
Fahrzeugfunktionen notwendige Modul 4 oder ein von diesem
angesteuertes weiteres Wegfahrsperrenmodul ein Motorstart verhindert.
Dies ist auch dann der Fall, wenn über die Immobilizer Spule 12 ein
gültiger
Schlüssel (Transponder)
erkannt wird, da eine Manipulation des Tracking-Moduls 3 zum
Beispiel bewirken kann, dass ein Verbringen des Fahrzeugs 1 an
Orte außerhalb
von vorgegebenen Geo-Zonen verschleiert wird.
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Bei
einer Ausgestaltung der Anordnung nach 1 werden
die Übertragung
der Identifikation 7 vom Tracking-Modul 3 an das
für Fahrzeugfunktionen
notwendige Modul 4 und die nachfolgende Überprüfung der
Gültigkeit
der Identifikationen 7 durch das für Fahrzeugfunktionen notwendige
Modul 4 in vorgegebenen Zeitabständen periodisch durchgeführt. Dabei
ist nicht (nur) das Eintreten eines bestimmten Ereignisses, wie
zum Beispiel ein Startvorgang maßgeblich, sondern es wird eine
stetige Überwachung
erzielt. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass ein unerwünschter
Bypass-Pfad am Tracking-Modul 3 vorbei erst nach dem Start
des Motors aufgebaut wird, da auch eine nur kurze Abwesenheit des
Tracking-Moduls 3 aufgrund der ausfallenden Übertragung
der Identifikation 7 festgestellt wird. Die periodische Übertragung
der Identifikation 7 kann dabei sowohl bei laufendem Motor
als auch bei Stillstand des Fahrzeugs erfolgen, um eine unerwünschte Manipulation
in beiden Betriebszuständen des
Fahrzeugs zu verhindern.
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Wird
eine unerwünschte
Manipulation des Tracking-Moduls 3 bei Stillstand des Fahrzeugs
festgestellt, wird durch das für
Fahrzeugfunktionen notwendige Modul 4 oder ein nachgeschaltetes
Wegfahrsperrenmodul ein zukünftiger
Motorstart verhindert. Wird eine unerwünschte Manipulation des Tracking-Moduls 3 bei
laufendem Motor des Fahrzeugs festgestellt, wird durch das für Fahrzeugfunktionen notwendige
Modul 4 oder ein nachgeschaltetes Wegfahrsperrenmodul ein
erneuter zukünftiger
Motorstart ebenfalls verhindert. Zusätzlich kann das Fahrzeug in
diesem Fall beispielsweise in einen Notlaufzustand mit eingeschränktem Betriebsumfang
versetzt werden, um ein Entwenden zu erschweren.
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Die
Erfindung hat gegenüber
bekannten Anordnungen den Vorteil, dass durch die kryptographische
Absicherung der Kommunikation zwischen dem Tracking-Modul 3 und
dem für
Fahrzeugfunktionen notwendigen Modul 4 die Notwendigkeit
eines geheim gehaltenen Einbauorts für das Tracking-Modul 3 entfällt. Darüber hinaus
muss das Tracking-Modul 3 hier auch nicht über eine
eigene, vom übrigen
Bordnetz getrennte Spannungsversorgung verfügen. Dadurch können Kosten
bei der Herstellung und beim Einbau eingespart werden.
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2 zeigt
eine andere erfindungsgemäße Anordnung
zur Steuerung von Fahrzeugfunktionen, die weitgehend der in 1 gezeigten
Anordnung entspricht. Die Kommunikation zwischen dem Tracking-Modul 3 und
dem für
Fahrzeugfunktionen notwendigen Modul 4 ist wiederum kryptographisch
abgesichert. Das Tracking-Modul 3 kann zum Beispiel ein
so genanntes GSM-Tracking-Modul (GSM = Global System for Mobile
Communication) oder ein UMTS-Tracking-Modul
(UMTS = Universal Mobile Telecommunications System) oder ein entsprechend anwendbares
andres Modul sein. Im Gegensatz zu der Anordnung gemäß 1 weist
das Tracking-Modul 3 jedoch keine werksseitig dauerhaft
hinterlegte Identifikation auf. Die verschlüsselte Identifikation 7 wird
bei Eintreten eines bestimmten Ereignisses jeweils erneut in spezifischer,
jeweils abgeänderter Form
von außerhalb
des Fahrzeugs 1 verschlüsselt an
das Tracking-Modul 3 übertragen
und dort verschlüsselt
hinterlegt. Diese Übertragung
von außerhalb
des Fahrzeugs 1 kann, wie in 2 gezeigt,
beispielsweise von einer zentralen Leitstelle 9 über eine GSM-Nachricht 10 (oder
UMTS-Nachricht) an das Tracking-Modul 3 erfolgen.
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Das
bestimmte Ereignis, bei dessen Eintreten die Übertragung der spezifischen
verschlüsselten Identifikation 7 erfolgt,
kann zum Beispiel die Initialisierung eines Startvorgangs des Fahrzeugs
sein. Dabei wird die einmal an das GSM-Tracking-Modul 3 übertragene Identifikation 7 solange
verwendet, bis das bestimmte Ereignis erneut eintritt. In dem für Fahrzeugfunktionen
notwendigen Modul 4 ist in diesem Fall werksseitig auf
geeignete Weise eine Identifikation 8 verschlüsselt abgelegt,
mit deren Hilfe bei einem Abgleich mit der Identifikation 7 des
Tracking-Moduls 3 diese Identifikation 7 als gültig oder ungültig erkannt
werden kann. Das Tracking-Modul 3 überträgt die Identifikation 7 wiederum
verschlüsselt über die
Verbindung 6 an das für
Fahrzeugfunktionen notwendige Modul 4.
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Das
für Fahrzeugfunktionen
notwendige Modul 4 ist dazu ausgebildet, die empfangene
Identifikation 7 mit der im für Fahrzeugfunktionen notwendigen Modul 4 abgelegten
Identifikation 8 abzugleichen. Die Übertragung der Identifikation 7 vom
Tracking-Modul 3 an das Modul 4 und die nachfolgende Überprüfung der
Gültigkeit
der Identifikationen 7 durch das für Fahrzeugfunktionen notwendige
Modul 4 wird zum Beispiel immer dann durchgeführt, wenn ein
Startvorgang des Fahrzeugs 1 ausgelöst wird. Ergibt die Überprüfung eine
ungültige
Identifikation 7 für das
Tracking-Modul, dann wird davon ausgegangen, dass das Tracking-Modul 3 unerwünscht manipuliert, zum
Beispiel ausgetauscht wurde. In einem solchen Fall wird durch das
für Fahrzeugfunktionen
notwendige Modul 4 oder ein nachgeschaltetes Wegfahrsperrenmodul
der Motorstart verhindert. Durch die jeweils erneute Übertragung
einer abgeänderten
spezifischen Identifikation 7 an das Tracking-Modul 3 wird eine
höhere
Sicherheit gegenüber
Manipulationen des Tracking-Moduls 3 erreicht als dies
bei der Anordnung gemäß 1 der
Fall ist. Dort wird immer die einmal werksseitig abgelegte Identifika tion
zum Abgleich verwendet. Wie für
die Anordnung gemäß 1 ausgeführt, kann
auch hier die Überprüfung der
Gültigkeit
der Identifikationen 7 wiederum periodisch mit den weiter
oben beschriebenen Vorteilen und Wirkungen ausgeführt werden,
um eine mögliche
Manipulation des Tracking-Moduls 3 mit erhöhter Wahrscheinlichkeit
festzustellen.
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3 zeigt
in einem Bockschaltbild eine Anordnung einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
mit einem Tracking-Modul und einem für Fahrzeugfunktionen notwendigen
Modul, die in eine gemeinsame Einheit integriert sind. 3 zeigt
ein Fahrzeug 1, eine Fahrzeugbatterie 2, und eine
Einheit 11. Die Einheit 11 weist ein Tracking-Modul 3 und ein
für Fahrzeugfunktionen
notwendiges Modul 4 auf. Das Tracking-Modul 3 und das für Fahrzeugfunktionen
notwendige Modul 4 sind zur Spannungsversorgung über entsprechende
Verbindungen 5 mit der Fahrzeugbatterie 2 verbunden.
Das Tracking-Modul 3 und das für Fahrzeugfunktionen notwendige
Modul 4 sind zur Kommunikation untereinander mit einer entsprechenden
Verbindung 6 verbunden. Diese Verbindung 6 kann
zum Beispiel ein CAN-Bus sein, kann aber auch eine andere in der
Einheit 11 ausgeführte Verbindung
sein, die die Kommunikation zwischen dem Tracking-Modul 3 und
dem für
Fahrzeugfunktionen notwendigen Modul 4 ermöglicht.
Das für
Fahrzeugfunktionen notwendige Modul 4 kann eine Wegfahrsperre
des Fahrzeugs sein beziehungsweise aufweisen oder mit einer solchen
in Verbindung stehen (nicht gezeigt). Dargestellt ist wiederum die
Ausführungsform
in der das für
Fahrzeugfunktionen notwendige Modul 4 die Wegfahrsperre
des Fahrzeugs ist beziehungsweise eine solche aufweist und die wie weiter
oben bereits beschrieben mit der Immobilizer Spule 12 in
Verbindung steht.
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Die
grundlegende Funktionsweise und Wirkung der Anordnung gemäß 3 entspricht
denen der in den 1 und 2 ge zeigten
und dort beschriebenen Anordnungen. Wie für die Anordnungen gemäß 1 und 2 ausgeführt, kann
auch hier die Überprüfung der
Gültigkeit
der Identifikationen 7 bei Eintreten eines bestimmten Ereignisses
und/oder periodisch mit den weiter oben beschriebenen Vorteilen
und Wirkungen ausgeführt
werden. Für
entsprechend ausgeführte
Tracking-Module
wie zum Beispiel solche mit GSM- oder UMTS-Funktionalität ist auch die verschlüsselte Übertragung
einer verschlüsselten
Identifikation 7 von einer externen Stelle (siehe 2),
wie zum Beispiel einer zentralen Leitstelle, auch bei der Anordnung
gemäß 3 anwendbar.
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Die
Integration des Tracking-Moduls 3 und des für Fahrzeugfunktionen
notwendigen Moduls 4 in eine gemeinsame Einheit 11 führt zu größerer Kompaktheit
und geringeren Herstellungskosten. Darüber hinaus findet die Kommunikation
zwischen dem Tracking-Modul 3 und dem für Fahrzeugfunktionen notwendigen
Modul 4 ausschließlich
innerhalb der Einheit 11 statt, wodurch ein eventuelles
Abgreifen und Manipulieren dieser Kommunikation gegenüber einer externen
Verbindung, wie beispielsweise einem an vielen Stellen des Fahrzeugs
zugänglichen CAN-Bus,
weiter erschwert wird.
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Zusätzlich besteht
für alle
Ausführungsformen
eine zusätzliche
Möglichkeit,
um das Fahrzeug vor unerwünschtem
Betrieb, zum Beispiel bei einem Diebstahl, zu schützen. Dabei
wird unter Verwendung des Tracking-Moduls 3 die aktuelle
Position des Fahrzeugs 1 periodisch in geeigneten Zeitabständen bestimmt.
Wird die Position des Fahrzeugs verändert, ohne dass dessen Motor
in Betrieb ist, kann dies als eine unerwünschte Positionsänderung
des Fahrzeugs erkannt werden. Als Reaktion darauf kann beispielsweise
eine zukünftige
Freigabe der Wegfahrsperre durch das für Fahrzeugfunktionen notwendige Modul 4 verhindert
werden und/oder es kann über
ein entsprechend ausgebildetes Tracking-Modul eine GSM- oder UMTS-Nachricht
an eine zentrale Stelle übermittelt
werden.
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Wenn
sich die Position des Fahrzeugs 1 bei laufendem Motor auf
eine Weise verändert,
die nicht den üblichen
Positionsänderungen
eines normalen Fahrbetriebs entspricht, kann dies ebenfalls als
eine unerwünschte
Positionsänderung
des Fahrzeugs gewertet werden. Eine unübliche Positionsänderung kann
zum Beispiel vorliegen, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums
der periodischen Positionsbestimmung eine mit Hilfe des Tracking-Moduls 3 ermittelte
Positionsänderung
in einer Größenordnung auftritt,
die auch bei Höchstgeschwindigkeit
des Fahrzeugs 1 nicht zu erzielen ist (Positionssprünge). Dies
deutet auf eine unerwünschte
Manipulation des Tracking-Moduls 3 hin.
Als Reaktion darauf kann beispielsweise eine zukünftige erneute Freigabe der Wegfahrsperre
durch das für
Fahrzeugfunktionen notwendige Modul 4 verhindert werden
und/oder es kann über
ein entsprechend ausgebildetes Tracking-Modul eine entsprechende
GSM- oder UMTS-Warnnachricht 13 an eine zentrale Stelle übermittelt
werden. Bei der zentralen Stelle kann es sich beispielsweise um
eine zentrale Leitstelle zur Überwachung
und Positionsnachverfolgung von einem oder mehreren mit Tracking-Modulen 3 ausgestatteten
Fahrzeugen 1 handeln.
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Fahrzeugbatterie
- 3
- Tracking-Modul
- 4
- für Fahrzeugfunktionen
notwendiges Modul
- 5
- Verbindung
- 6
- Verbindung
- 7
- verschlüsselte Identifikation
- 8
- verschlüsselte Identifikation
- 9
- zentrale
Stelle
- 10
- Nachricht
- 11
- gemeinsame
Einheit
- 12
- Immobilizer
Spule
- 13
- Warnmeldung