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Die Erfindung betrifft ein System zum Ansteuern von Funktionskomponenten eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Ansteuern von Funktionskomponenten eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
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In heutigen Kraftfahrzeugen wird zunehmend darauf geachtet, den Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs möglichst niedrig zu halten. Zu diesem Energieverbrauch gehört auch der Ruhestrom. Insbesondere bei abgestellten Kraftfahrzeugen ist ein niedriger Ruhestromverbauch wichtig, damit eine ausreichende Batteriereserve auch nach wochenlangem Stillstand gewährleistet wird.
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Andererseits werden verstärkt Anforderungen an das Wecken des Fahrzeugs bzw. die ständige informationstechnische Verfügbarkeit von Fahrzeugdaten auch bei abgestelltem Fahrzeug gestellt. Beispielsweise soll das Wecken jederzeit, jedoch nur durch einen authentifizierten Vorgang möglich sein.
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Da die letztgenannten Anforderungen regelmäßig einen erhöhten Ruhestromverbrauch bedeuten, laufen sie dem Ziel, den Ruhestromverbrauch möglichst niedrig zu halten, entgegen. Es gibt Ansätze, diesen Widerspruch zu lösen.
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Im Stand der Technik offenbart die
DE 10 2007 042 370 A1 beispielweise ein Schließsystem, insbesondere für die Zugangs- und/oder Fahrberechtigung bei einem Kraftfahrzeug in der Art einer KeylessEntry/Go-Funktionalität. Das Schließsystem umfasst eine wenigstens zwei Zustände besitzende, als Steuereinrichtung ausgebildete erste Einrichtung, wie eine Steuereinrichtung zur Ent- und/oder Verriegelung der Autotür, des Zündschlosses o. dgl., und eine zugehörige, in der Art eines elektronischen Schlüssels, o. dgl. ausgebildete zweite Einrichtung. Die beiden Einrichtungen besitzen zu deren bestimmungsgemäßem Betrieb Sender und/oder Empfänger für insbesondere elektromagnetische Signale. Insbesondere handelt es sich bei wenigstens einem der zwischen der zweiten Einrichtung und der ersten Einrichtung übertragenen Signale um ein codiertes Betriebssignal zur Authentifizierung der zweiten Einrichtung, so dass nach positiver Auswertung des übertragenen Betriebssignals bei berechtigter zweiter Einrichtung eine Änderung des Zustandes der ersten Einrichtung bewirkbar ist.
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Hiervon ausgehend, besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein System bereitzustellen, welches es ermöglicht, die oben dargestellten Anforderungen an das Wecken des Fahrzeugs bzw. an die ständige informationstechnische Verfügbarkeit von Fahrzeugdaten auch bei abgestelltem Fahrzeug zu erfüllen und trotzdem einen niedrigen Ruhestromverbauch zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch ein System zum Ansteuern von Funktionskomponenten eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Ansteuern von Funktionskomponenten eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, ein System zum Ansteuern von Funktionskomponenten eines Kraftfahrzeugs mit einem fahrzeugexternen Kommunikationsmittel und einem fahrzeuginternen Steuerungsmittel zur Verfügung zu stellen, wobei das fahrzeugexterne Kommunikationsmittel dazu ausgebildet ist, Informationen mit dem fahrzeuginternen Steuerungsmittel auszutauschen und das fahrzeuginterne Steuerungsmittel ein Authentifizierungsmittel zur Verifikation der Zugriffsberechtigung auf das Kraftfahrzeug aufweist und das fahrzeuginterne Steuerungsmittel dazu ausgebildet ist, eine Funktionskomponente anzusteuern. Dabei ist das fahrzeugexterne Kommunikationsmittel dazu ausgebildet, über einen ersten Kommunikationsweg ein Wecksignal und eine Funktionsanforderung an das fahrzeuginterne Steuerungsmittel zu senden, welches dazu ausgebildet ist nach einem Empfangen des Wecksignals und der Funktionsanforderung über einen Kommunikationsweg Steuerdaten mit dem fahrzeugexternen Kommunikationsmittel auszutauschen, wobei diese Steuerdaten zumindest auch Informationen für eine Authentifizierung enthalten und das Authentifizierungsmittel anhand dieser Informationen die Zugriffsberechtigung auf das Kraftfahrzeug verifiziert, und wobei das fahrzeuginterne Steuerungsmittel dazu ausgebildet ist, nach erfolgreicher Authentifizierung die angeforderte Funktionskomponente anzusteuern. Hierzu wählt das Steuergerät die für die Durchführung der angeforderten Steuerdaten aus und fordert und empfängt fehlende Steuerdaten von einem Kommunikationspartner außerhalb des Fahrzeugs.
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Das fahrzeugexterne Kommunikationsmittel kann dabei vorteilhaft ein Mobiltelefon, ein PC, ein Smartphone oder ein anderes Gerät sein, welches in der Lage ist, Daten zu senden und zu empfangen. Als Kommunikationsweg kann vorteilhaft jedes Gerät beziehungsweise jede Vorrichtung dienen, die zum Übermitteln von Daten über räumliche oder zeitliche Distanz geeignet ist. Insbesondere können dabei geeignete physikalische Größen wie Spannung, die Frequenz elektromagnetischer Wellen oder die magnetische Feldstärke verwendet werden. Weiterhin vorteilhaft ist der Kommunikationsweg so ausgewählt, dass zur Herstellung einer Empfangsbereitschaft nur minimale Energie benötigt wird. Vorzugsweise wird das Wecksignal durch so genanntes Polling (zyklisches Abfragen) erhalten. Gleichwertig ist aber die Verwendung von Interrupt-Requests (Unterbrechungsanforderungen) oder ein rekursiver Aufbau. Die Übertragung der Daten kann dabei vorzugsweise sowohl analog, als auch digital (parallel oder seriell) erfolgen. Weiterhin vorzugsweise erfolgt die Übermittlung der Kommunikation zwischen dem fahrzeugexternen Kommunikationsmittel und dem fahrzeuginternen Steuerungsmittel insbesondere drahtlos, wobei die Kommunikation vorteilhaft verschlüsselt erfolgt, indem das fahrzeugexterne Kommunikationsmittel und das fahrzeuginterne Steuerungsmittel jeweils Mittel zum Verschlüsseln und/oder Entschlüsseln der Daten aufweisen. Neben der drahtlosen Übertragung der Daten (z. B. Funkübertragung, Infrarotkommunikation) sind grundsätzlich auch eine Glasfaser oder ein anderes Medium denkbar. Zur Verschlüsselung der Daten sind alle gängigen Verschlüsselungsmethoden geeignet. Vorteilhaft kann das Authentifizierungsmittel alle geeigneten Zertifikate oder sonstigen bekannten Verfahren für die Authentifizierung verwenden. Funktionskomponenten können insbesondere ansteuerbare Geräte, wie z. B. eine Heizung, oder Steuergeräte sein, welche wiederum ansteuerbare Geräte steuern. Ein Beispiel dafür wäre ein Steuergerät, welches die Batterieladung eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs steuert.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das fahrzeuginterne Steuerungsmittel eine erste Einrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, über den Kommunikationsweg das Wecksignal zu empfangen und über den selben oder einen zweiten Kommunikationsweg die Steuerdaten mit dem fahrzeugexternen Kommunikationssystem auszutauschen, wobei die erste Einrichtung einen Ruhezustand und einen Betriebszustand besitzt, wobei der Ruhezustand gegenüber dem Betriebszustand einen verringerten Energiebedarf aufweist und die erste Einrichtung durch das Wecksignal aus dem Ruhezustand in den Betriebszustand überführt wird.
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Die erste Einrichtung weist dazu einen Empfänger auf, der ausgebildet ist im Ruhezustand, das Wecksignal und ein Funktionsaufruf zu empfangen. Bei dem Wecksignal handelt es sich vorzugsweise um ein elektromagnetisches Signal. Nach dem Empfangen des Wecksignals wird die erste Einrichtung dann in den Betriebszustand überführt, wobei der Stromverbrauch höher als im Ruhezustand ist. Die erste Einrichtung ist dafür in der Lage, mit dem fahrzeugexternen Kommunikationsmittel Daten auszutauschen und/oder die Authentifizierung durchzuführen. Nach erfolgter positiver Authentifizierung wählt die erste Einrichtung die für den Funktionsaufruf notwendigen weiteren Funktionskomponenten, insbesondere die weiteren notwendigen Steuergeräte aus, und weckt diese auf. Sodann werden weitere Steuerdaten bestimmt und ausgewählt, die für die Durchführung des aufgerufenen Funktion notwendig ist. Zur Vervollständigung der Steuerdaten werden fehlende Steuerdaten von einem externen Kommunikationsmittel angefordert und empfangen. Sobald der Datenaustausch und die eventuell notwendigen Steuervorgänge abgeschlossen sind, wird die erste Einrichtung vorteilhaft wieder in den Ruhezustand überführt. Dadurch wird eine optimale Energieeinsparung erreicht. Außerdem werden nur die für den Funktionsaufruf notwendigen Funktionskomponenten aktiviert und nicht das ganze Bordnetz.
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Der Empfang der weiteren Steuerdaten kann über den selben Kommunikationsweg wie der Weckruf erfolgen. Es kann aber auch ein hiervon getrennter Kommunikationsweg aufgebaut werden. Insbesondere können mindestens eine der aufgerufenen Funktionskomponenten entweder über die erste Einrichtung einen Kommunikationsweg zu einem zweiten externen Kommunikationspartner, insbesondere zu einem Netzwerk-Server oder einem Home PC aufbauen oder mindestens eine der aufgerufenen Funktionskomponenten, sofern sie über eine eigene Telematikschnittstelle nach außen verfügt, baut eine direkte Kommunikationsverbindung zu dem externen weiteren Kommunikationspartner, Netzwerkserver oder Home PC, auf.
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Vorzugsweise weist das fahrzeuginterne Steuerungsmittel eine erste Einrichtung sowie eine separate zweite Einrichtung auf, wobei die erste Einrichtung dazu ausgebildet ist, das Wecksignal zu empfangen und anschließend die zweite Einrichtung zu aktivieren, wobei die zweite Einrichtung dazu ausgebildet ist, die Steuerdaten mit dem fahrzeugexternen Kommunikationsmittel auszutauschen. Die erste Einrichtung ist dabei vorteilhaft nur für den Empfang des Wecksignals und die Aktivierung der zweiten Einrichtung ausgelegt. Die Aktivierung erfolgt dabei vorteilhaft, indem die erste Einrichtung bei Empfang des Wecksignals ein Ausgangssignal zur Verfügung stellt, welches die zweite Einrichtung in den Betriebszustand versetzt. Vorteilhaft sind die erste Einrichtung und die zweite Einrichtung dazu über eine elektrische Leitung miteinander verbunden. Die Verbindung kann jedoch auch drahtlos realisiert werden.
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Vorteilhaft wird das Wecksignal über einen Server geleitet, wobei der Server dazu ausgebildet ist, das Wecksignal zwischenzuspeichern und es nur bei Verfügbarkeit des fahrzeuginternen Steuerungsmittels an dieses zu übertragen. Der Server kann die Daten also speichern und wieder ausgeben. Dazu hat er Zugriff auf einen Datenspeicher, z. B. einen Halbleiterspeicher. Bei dem Server handelt es sich weiter vorteilhaft um eine Software, welche dem fahrzeuginternen Steuerungsmittel einen Dienst, nämlich die Übermittlung des Wecksignals zur Verfügung stellt. Vorzugsweise wird diese Software auf einem Computer ausgeführt, welcher z. B. über das Internet ständig erreichbar ist. Weiterhin vorteilhaft kann es sich bei dem Server auch um einen sogenannten virtuellen Server handeln.
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Vorzugsweise kann über den Server auch ein Aufweckgrund, nämlich der Funktionsaufruf, übertragen werden. Ein solcher Aufweckgrund kann z. B. eine gewünschte Vorklimatisieren des Kraftfahrzeugs oder eine prognostizierte Abfahrtszeit für ein Elektro-Fahrzeug sein, anhand derer der Ladevorgang so gesteuert werden kann, dass die Batterie des Elektro-Fahrzeugs rechtzeitig zum Fahrtantritt geladen ist.
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Insbesondere können auch die Steuerdaten über einen Server geleitet werden, wobei der Server dazu ausgebildet ist, die Steuerdaten zwischenzuspeichern und sie nur bei Verfügbarkeit des fahrzeuginternen Steuerungsmittels bzw. des fahrzeugexternen Kommunikationsmittels zu übertragen. Mit Steuerdaten werden sowohl die während der Kommunikation vom fahrzeugexternen Kommunikationsmittel übertragenen Daten, als auch die vom fahrzeuginternen Steuerungsmittel übertragenen Daten bezeichnet. Insbesondere kann es sich dabei um Protokolldaten, Authentifizierungsdaten oder Zertifikatsinformationen handeln.
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Insbesondere kann die Übertragung des Wecksignals auf einem anderen Kommunikationsweg als die Übertragung der Steuerdaten erfolgen. Insbesondere kann die Übertragung des Wecksignals direkt, die Übertragung der Steuerdaten über einen Server erfolgen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 die schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Systems, wobei das fahrzeuginterne Steuerungssystem eine erste Einrichtung und eine zweite Einrichtung umfasst,
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2 die schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Systems, wobei die Steuerdaten über einen Server übertragen werden und,
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3 ein Flussdiagramm zur Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die erste Einrichtung einen Ruhezustand und einen Betriebszustand besitzt
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In 1 ist schematisch der Schaltplan einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems für ein Kraftfahrzeug 10 dargestellt, dessen zentrale Bestandteile ein fahrzeugexternes Kommunikationsmittel 11, ein fahrzeuginternes Steuerungsmittel 12, eine Funktionskomponente 13, eine erste Einrichtung 16, eine zweite Einrichtung 17, einen ersten Kommunikationsweg 14 und einen zweiten Kommunikationsweg 15 sind. Erster und zweiter Kommunikationsweg können auch zusammenfallen. Das fahrzeuginterne Steuerungsmittel 12 und die Funktionskomponente 13 sind dabei elektrisch, zum Beispiel durch elektrische Leitungen, verbunden. Gleiches gilt für die erste Einrichtung 16 und die zweite Einrichtung 17. Das fahrzeugexterne Kommunikationsmittel 11 sendet über den ersten Kommunikationsweg 14 ein Wecksignal an das fahrzeuginterne Steuerungsmittel 12. Dabei empfängt die erste Einrichtung 16 über den ersten Kommunikationsweg 14 das Wecksignal und aktiviert anschließend die zweite Einrichtung 17. Die erste Einrichtung 16 ist nur für den Empfang des Wecksignals und die Aktivierung der zweiten Einrichtung 17 ausgelegt. Die Aktivierung erfolgt, indem die erste Einrichtung 16 ein Ausgangssignal zur Verfügung stellt, welches die zweite Einrichtung 17 in den Betriebszustand versetzt. Daraufhin tauscht die zweite Einrichtung 17 über den zweiten Kommunikationsweg 15, der wie gesagt auch mit dem ersten Kommunikationsweg zusammenfallen kann, Steuerdaten mit dem fahrzeugexternen Kommunikationsmittel 11 aus. Die Steuerdaten enthalten zumindest auch Informationen für eine Authentifizierung und das Authentifizierungsmittel verifiziert anhand dieser Informationen die Zugriffsberechtigung auf das Kraftfahrzeug 10. Nach erfolgreicher Authentifizierung steuert das fahrzeuginterne Steuerungsmittel 12 die Funktionskomponente 13 an.
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2 zeigt die schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Systems, wobei die Steuerdaten über den ersten Kommunikationsweg 14 oder den zweiten Kommunikationsweg 15 jeweils über einen Server 20 übertragen werden. Ansonsten ist der Aufbau identisch mit der in 1 gezeigten Ausführungsform, auf welche insoweit verwiesen wird. Wenn das fahrzeugexterne Kommunikationsmittel 11 und/oder das fahrzeuginterne Steuerungsmittel 12 nicht erreichbar sind, kann der Server 20 die Steuerdaten zwischenspeichern. Der Server kann die Daten also speichern und wieder ausgeben. Dazu hat er Zugriff auf einen Datenspeicher, z. B. einen Halbleiterspeicher. Bei dem Server handelt es sich um eine Software, welche dem fahrzeuginternen Steuerungsmittel 12 einen Dienst, nämlich die Übermittlung der Steuerdaten zur Verfügung stellt. Diese Software auf einem Computer (Host) ausgeführt, welcher z. B. über das Internet ständig erreichbar ist.
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Das Flussdiagramm nach 3 beginnt mit Start 30. Es folgte ein Block 31 in welchem sich die erste Einrichtung 16 im Ruhemodus befindet. Im folgenden Block wird ausgewertet, ob ein Wecksignal empfangen wurde. Wenn dies nicht der Fall ist, bleibt die erste Einrichtung 16 im Ruhemodus 31. Ansonsten wird die erste Einrichtung 16 in den Betriebsmodus überführt 33. Abhängig davon, ob Steuerdaten empfangen werden oder nicht 34, wird die erste Einrichtung 16 zurück in den Ruhemodus überführt 31 oder es erfolgt die Authentifizierung 35. Im folgenden Block 36 wird entscheiden, ob die Authentifizierung erfolgreich war, oder nicht. Wenn die Authentifizierung nicht erfolgreich war, wird die erste Einrichtung 16 zurück in den Ruhemodus überführt 31. Ansonsten wird die Funktionskomponente 13 angesteuert und die erforderlichen Steuerdaten empfangen. Dem schließt sich das Ende 38 des Verfahrensablaufes an. Dieser Verfahrensablauf wird iterativ verwendet.
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In einer weniger bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können erste Einrichtung 16 und zweite Einrichtung 17 auch zusammenfallen.
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Insbesondere können erste Einrichtung 16 und zweite Einrichtung 17 in einem Steuergerät integriert sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007042370 A1 [0005]
